Fremdrift for silisiumkarbid

Det japanske forskningsmagasinet Japanese Journal of Applied Physics rapporterer at forskere ved Mitsubishi Electric Corporation har utviklet en ny kraftmodul, bestående av en SiC metalloksid felteffekttransistor (MOSFET) og en SiC Schottky barrierediode (SBD). Forskergruppen skal med hell ha testet ut modulen i en fremdriftsinverter – en enhet som anvendes til å omforme den direkte strømmen fra kraftkilden til trefase strøm som egner seg til fremdriftsmotorene.

Ifølge artikkelen er det stor etterspørsel etter en ny generasjon kraftelektronikk som kan redusere energiforbruket, spesielt i transportindustrien. En viktig måte å spare energi er å redusere tapene som gjerne følger med svitsjeprosesser og kraftomforming.  En av teknologiene i fokus er bruk av halvledermaterialet silisiumkarbid (SiC) for elektroniske komponenter. Dette er et materiale som har bedre egenskaper enn tradisjonelle silisiumkretser o form av termisk ledningsevne, tapsreduksjon og evne til å tåle høye spenninger. 

Det er Satoshi Yamakawa og hans kolleger ved Mitsubishi Electric Corporation som har utviklet den nye kraftmodulen.

For anvendelse i en fremdriftsinverter som nevnt over, må en kraftmodul ha lavt effekttap, liten størrelse, høy spenningsterskel og evne til å tåle høye temperaturer.

Forskergruppen forberedte SiC MOSFETen for kraftmodulen ved n-type dope overgangsområdet i felteffekttransistoren: dette reduserte PÅ-motstanden i komponenten ved høye temperaturer. Ved å kombinere denne SiC MOSFETen med en SiC SBD – en diode som tillager rask og effektiv svitsjing – maktet gruppen å fremstille en kraftmodul for en fremdriftsinverter på hele 3,3kV / 1500A.

Et nytt fremdriftsinvertersystem utstyrt med denne kraftmodulen viste seg å være stabil, meget effektiv, og reduserte i tillegg svitsjetapene med 55% sammenlignet med konvensjonelle silisiumbaserte invertere, heter det.

Denne forskningen er omtalt i septemberutgaven av JSAP Bulletin.