碳化硅(SiC)

为节能设定了新标准

正如硅(Si)在30年前成为半导体标准一样,SiC正在给电力行业带来革命性的变化。它可以在Si芯片无法达到的温度下工作,并且可以在更高的频率下工作,因为这些设备的效率更高。基于Si的设备也可以管理与Si设备相同的功率级别,但只有后者的一半大小和重量。

燃料储蓄

将飞机重量减少1000磅所节省的燃料。

电动汽车的范围

增加10%的电动汽车行驶里程。

汽车冷却系统

消除复杂和沉重的车辆冷却系统。

改进的功率

以现有技术还无法达到的功率水平设计系统。

通用电气SiC优势

最高温度公差
200°C额定模具,降低了冷却系统的复杂性、成本和尺寸

更少的开关
减少损失,改善大小,重量和动力能力

高电流密度
同样大小和重量的2倍功率密度

高能带隙
更能抵抗热、辐射和电磁干扰。

电力叠加技术
超薄配置,节省40%空间
2倍冷却相比,电线结合模块

国家信息技术领导者

近20年来,通用电气一直是SiC技术发展的领导者。从芯片设计和零部件工程到整个系统的实现,GE在电力设备、先进封装和电力电子应用方面展示了一流的性能。这是该行业的首个完美呈现(完美呈现呈现在眼前)的完美呈现(完美呈现呈现在眼前)。

我有20多年的工作经验

  • 首先对SiC光电二极管进行UV、燃烧研究。

  • 世界上第一个具有高温操作的SiC运放。

  • SiC火焰跟踪器(UV燃烧监视器)投入生产。第一个碳化硅产品。

  • 完全有能力的4”碳化硅就地制造,演示MOSFET VTH稳定@ 200°C。

  • 第1代MOSFET: AEC-Q101合格1.2kV SiC MOSFET具有行业领先的性能。

  • ISO9001: 4”制造。

  • 6”设备制造和包装。

  • 第3代MOSFET: AEC-Q101合格1.2kV SiC MOSFET,额定温度200℃。1.2 kv, 25 mΩ。

  • SiC使美国陆军下一代战斗车辆演示器成为可能。

  • 航空工业第一碳化硅转换器与通用碳化硅。

设备

3 x高可靠性

< 25%转换损失

4 x开关频率

2 x功率密度

AEC-Q101合格

模块

功率与电流密度

电阻和电感

鲁棒性

LRU

重量

功率密度

电能质量

系统

1 - 5%的系统效率

2 x功率密度

2 x的可靠性

可持续性意味着窄体

500 - 1000磅的体重

1 - 3%的燃油消耗

航空SiC经验

由于我们的碳化硅和系统级专业技术,GE在混合动力飞行、大功率车辆系统和电力推进系统方面取得了重大进展。具有电力能力的系统在过去是不可能的,现在是可能的,而且它们也恰好比它们的硅前辈更小、更轻、更高效、更凉爽。碳化硅mosfet和电力封装的经验是关键的组成部分,GE的成功,使这些成就可能为世界。

通用电气正着眼于航空和混合动力飞机的未来,对一些人来说,这似乎还很遥远,但对通用电气来说并非如此。我们的全球研究中心(GRC)与通用航空业务合作,目前正在开发一种基于sicc的轻型逆变器,用于mw级功率转换,在两个项目下实现nasa设定的功率密度和效率目标。

该新型逆变器将利用GE的超高效率和高电压SiC功率器件,达到行业最佳的功率转换峰值效率(目标为99%)和功率密度(目标为有源元件19kW/kg),从而推动行业的发展。

这款基于sicmw的逆变器将进行地面测试,这是研制一款轻型飞行型逆变器的第一步,该逆变器将用于混合动力飞机。这项技术将彻底改变我们未来的旅行方式。

亚博娱乐军事SiC应用

坦克在沙漠

通用电气在碳化硅和高功率系统设计方面的进步引起了美国陆军的注意。通用电气公司一直在与美国陆军地面车辆系统中心(GVSC)(正式名称为TARDEC)合作,为地面作战车辆开发高电压体系结构,以满足未来在世界上最具挑战性的环境下的高功率需求。我们的系统已经在实验室和现场进行了广泛的测试,以表明它们将迎接挑战。所有这一切都是有可能的,因为通用电气的碳化硅和设计能力,并通过合作伙伴关系和资金,从GVSC。

阅读关于通用电气与GVSC的合作

集成启动发电机控制器(ISGC).jpg

通用公司的碳化硅(SiC)高效集成起动机/发电机控制器(ISGC)是专门为下一代战斗车辆(NHCV)设计的。该设计采用了最新一代通用电气的碳化硅mosfet提供无与伦比的功率水平和耐久性最严酷的环境。

非公路工业车辆应用

随着车辆朝着减少排放和降低拥有成本的方向发展,用于建筑、采矿和农业的重型工业车辆必须得到改进。碳化硅(SiC)是一个使能器,它将允许车辆实现电气化的无与伦比的效率。

通用电气的SiC动力模块可以在工业车辆常见的恶劣环境下工作,可靠性是前所未有的。通过认证的SiC设备符合汽车AEC-Q101标准,GE SiC模块可以生产:

  • 与IGBT系统相比,体积和重量减少了2倍,简化了集成,在一个包中比竞争模块小40%
  • 提高燃料效率,减少排放
  • 由于简化了系统,减少了维护和停机时间,降低了拥有成本

正如在我们的军用地面车辆应用中亚博娱乐一样,GE的专有技术允许可扩展性和定制,以满足工业车辆的强烈需求。

六块(SiC模块)

1.2kV/1.7kV 6组(SiC模块)

碳化硅
电源模块

模块类型 额定电压(V) 电流/开关(A) 马克斯结临时 大小LxWxH(毫米)
中心抽头整流器 中心抽头整流器 650 750 150°C 102.9毫米
68.6毫米
15.5毫米
双 1200年 475 175°C 89毫米
51毫米
25毫米
1700年 425
半桥 半桥 1200年 400 175°C 89毫米
51毫米
25毫米
1200年 475
1700年 425
半桥 半桥 1200年 120 175°C 85毫米
63毫米
25毫米
半桥 半桥 1200年 1200年 175°C 133.6毫米
90.4毫米
29.5毫米
1200年 1600年
1700年 1400年
6个开关或协会 6个开关或协会 1200年 6 x 500 175°C 133.6毫米
90.4毫米
37毫米
1700年 6 x 450
6包 6包 1200年 3 x 500 175°C 133.6毫米
90.4毫米
29.5毫米
1700年 3 x 450

未来

世界正朝着电气化、混合动力系统和可再生能源的方向发展。未来20多年里,电力系统将迎来一场革命,它将推动飞机前进,并使电动汽车能够比化石燃料更快地充电。可再生能源将通过高效电力电子设备实现最大化。

电力电子的未来是无限的,通用电气准备引领行业通过SiC转型。