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工业

热泵与空调

Wolfspeed 碳化硅符合效率标准,同时可实现更小型、更轻量、更高效的工业低电压电机驱动。

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碳化硅可以实现更高效的热泵与空调,且仅需最少的重新设计 

当今,加热与制冷系统每年所消耗的能源,占全球每年能源总产量的 50% 以上。日益严格的能源效率标准,包括美国 的 SEER、欧洲、中东和非洲的 ESEER 和 SCOP 等级,以及中国的 GB21455 标准,都计划降低加热与制冷对于我们的电网以及正在变暖的地球的影响。 

从传统硅转变为 Wolfspeed 碳化硅器件,可以提升加热或制冷系统的效率,同时减小总体单位尺寸和降低拥有成本。碳化硅可以提升 SCOP 等级,带来优异的热性能和更低的噪音(> 20 kHz频率)。 


缩小尺寸,同时在高温环境下提高效率 

Wolfspeed 六管集成 WolfPACK™ 功率模块可实现卓越性能与系统效率。与 25 kW 逆变器系统中的采用 IGBT 解决方案相比,WolfPACK™ 的效率提高了 1.1%,而散热器(0.31 升对比 1.37 升)却缩小了 77%。 

相反,WolfPACK 可以在更小散热器的情况下以更高负载运行,从而使设计人员能够设计出尺寸更小型、更轻量的嵌入式驱动系统,所需的散热器也缩小了 77%。即使在较高的 16 kHz 开关频率和相同的散热器条件下,碳化硅仍能保持热稳定性,且性能优于硅 IGBT。此外,由于更高的开关频率,碳化硅与硅基 IGBT 系统相比,可以实现更低的噪音且无需牺牲效率。

即使散热器尺寸减小 77%,SiC MOSFET 的散热性能仍然优于所有 Si IGBT。 

25 kW 逆变器,Fsw = 8 kHz,SiC MOSFET 散热器尺寸减小77%:0.31L (1.6°C/W) 对比 1.37 L (0.73°C/W)

上图展示了在 25 kW 逆变器(使用 0.8 L 散热器)中,碳化硅六管集成 WolfPACK™ 模块与 IGBT 模块对比,效率有所提升。随着功率水平的提升,50 A 和 100 A 额定电流 Si IGBT 的结温增加,导致 IGBT 失效,而 Wolfspeed 32 A SiC MOSFET 保持稳定,远低于失效阈值。 

碳化硅在更高开关频率下仍然可以实现优异的性能 

25 kW 逆变器,Fsw = 16 kHz,较大 Si IGBT 散热器:1.37 L (0.7°C/W),较小 SiC 散热器 0.8 L (0.99°C/W) 

在 16kHz 开关频率下,我们看到尽管其使用的散热器尺寸比 32 A Wolfspeed SiC MOSFET 大 41%,但 100 A 和 50 A 额定电流 Si IGBT 分别在超过 10 kW 和 15 kW 时出现热失效。  


650 V 碳化硅 MOSFET 带来优异的功率和效率,仅有非常小的再设计需求 

Image that includes both the front and back of the TO-247-4 package used for Wolfspeed's discrete Silicon Carbide power devices including SiC MOSFETs and Schottky diodes.

Wolfspeed 650 V 碳化硅 MOSFET 和二极管在更小尺寸 11 kW 热泵与空调系统中的采用,比之传统硅 IGBT,带来显著的获益。仅需即插即用 C6D16065D 肖特基二极管,就可以将这个 11 kW 系统的总体系统效率提升 0.5%。 

利用无桥图腾柱拓扑重新设计 PFC 并使用碳化硅 MOSFET 升级逆变器后,系统效率可进一步提升 2.4%。 

与高速度、软开关 IGBT 相比,Wolfspeed 650 V MOSFET 的导通损耗显著降低,几乎没有开关损耗。 


采用 SpeedFit™ 进行碳化硅效率仿真 

使用 SpeedFit 设计仿真器进行仿真,可最大限度提高热泵与空调效率,这是为设计选择正确器件的第一步。我们的在线仿真工具界面易于使用,可用于评估 Wolfspeed 的 SiC MOSFET、二极管和功率模块以及多种功率拓扑。立即开始仿真,在您的热泵与空调应用中释放 Wolfspeed 碳化硅的性能。 ​

立即仿真

用于热泵与空调的 Wolfspeed 碳化硅器件

Wolfspeed 产品凝聚多年丰富经验和专精技术,质量与创新的完美结合将帮助您的设计更上一层楼。

分立碳化硅 MOSFET

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分立碳化硅 MOSFET

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分立碳化硅 MOSFET

Product SKU
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Data Sheet
CAD Model
Blocking Voltage
RDS(ON) at 25°C
Generation
Current Rating
Gate Charge Total
Output Capacitance
Total Power Dissipation (PTOT)
Maximum Junction Temperature
Package
Recommended For New Design?
Qualification
C3M0075120K
1200 V
75 mΩ
Gen 3
32 A
51 nC
58 pF
113.6 W
150 °C
TO-247-4
Yes
Industrial
1200 V
75 mΩ
Gen 3
30 A
51 nC
58 pF
113.6 W
150 °C
TO-263-7
Yes
Industrial
1200 V
40 mΩ
Gen 3
64 A
61 nC
94 pF
272 W
150 °C
TO-263-7
Yes
Industrial
650 V
15 mΩ
Gen 3
120 A
188 nC
289 pF
416 W
175 °C
TO-247-4
Yes
Industrial
650 V
45 mΩ
Gen 3
47 A
61 nC
101 pF
147 W
175 °C
TO-263-7
Yes
Industrial
650 V
60 mΩ
Gen 3
36 A
46 nC
80 pF
136 W
175 °C
TO-263-7
Yes
Industrial
1200 V
32 mΩ
Gen 3
68 A
111 nC
133 pF
277 W
150 °C
TO-263-7
Yes
Industrial

分立碳化硅肖特基二极管

分立碳化硅肖特基二极管

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分立碳化硅肖特基二极管

Product SKU
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Blocking Voltage
Current Rating
Generation
Forward Voltage(VF(type))
Maximum Continuous Current (IF)
Total Capacitive Charge (QC (typ))
Total Power Dissipation (PTOT)
Package
Qualification
Recommended For New Design?
1200 V
10 A
Gen 4
1.5 V
10 A
52 nC per leg
170 W
TO-252-2
Industrial
Yes
650 V
16 A
Gen 3
1.5 V
16 A
44 nC
150 W
TO-220-2
Industrial
Yes
650 V
16 A
Gen 6
1.27 V
16 A
29 nC
100 W
TO-247-3
Industrial
Yes

碳化硅功率模块

碳化硅功率模块

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碳化硅功率模块 - Filter By

碳化硅功率模块

Product SKU
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Data Sheet
CAD Model
Package
Configuration
Blocking Voltage
Current Rating
RDS(ON) at 25°C
Generation
Maximum Junction Temperature
Module Size
Recommended For New Design?
Qualification
View Product
FM3
Six-pack (three-phase)
1200 V
30 A
32 mΩ
Gen 3 MOS
150 °C
62.8 mm x 33.8 mm
Yes
Industrial

参考设计

参考设计

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参考设计

Product SKU
Name
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Type
Topology
Power
Discrete/Module
Package
Device SKU(s)
Designed By
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CRD-22AD12N
22 kW Bi-Directional Active Front End (AFE)
AC to DC
Three-Phase, 2-Level
22kW
Discrete
TO-247-4
Wolfspeed
CRD25DA12N-FMC
New
25 kW FM3 Three-Phase Inverter
DC to AC
Three-Phase, 2-Level
25kW
Module
FM3
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