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熱泵和空調

Wolfspeed 碳化矽符合效率標準,同時實現更小、更輕、更有效率的工業低壓馬達驅動

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碳化矽只需最少的重新設計即可實現更有效率的熱泵和空調 

如今,暖氣和冷氣系統消耗了全球總能源的 50% 以上。日益嚴格的能源效率標準,包括美國SEER評級; 歐洲、中東和非洲的ESEER和SCOP水準; 中國的 GB21455 標準均旨在減少暖氣和冷氣對電網和地球暖化的影響。 

從傳統矽元件切換到 Wolfspeed 碳化矽元件可以提高加熱或冷卻系統的效率,同時減少整體設備尺寸和擁有成本。 碳化矽可提高 SCOP 水準、卓越的熱性能和更低的噪音(>20 kHz 頻率)。 


減小尺寸,同時提高高溫的效率 

六開關 Wolfspeed WolfPACK™ 功率模組可實現卓越的效能和系統效率。 與 25 kW 逆變器系統中的領先 IGBT 解決方案相比,WolfPACK™ 的效率提高了 1.1%,散熱器縮小了 77%(0.31 L vs 1.37 L)。 

相反,WolfPACK 可以使用更小的散熱器在更高的負載下運行,從而使設計人員能夠設計更小、更輕的嵌入式驅動系統,並且需要縮小多達 77% 的散熱器。 即使在相同散熱器的情況下,開關頻率高達 16 kHz,碳化矽仍保持熱穩定性,且性能優於矽 IGBT。 此外,由於開關頻率較高,與矽 IGBT 系統相比,碳化矽可以降低噪音,而不會影響效率。 

即使散熱器小了 77%,SiC MOSFET 仍然比所有 Si IGBT 更低溫 

25 kW 變頻器,Fsw = 8 kHz,減少 77% SiC MOSFET 散熱器:0.31L (1.6°C/W) 對比 1.37 L (0.73°C/W)

上圖表明,在具有 0.8 L 散熱器的 25 kW 逆變器中,碳化矽六開關 WolfPACK™ 模組與 IGBT 模組相比,效率有所提高。 隨著功率等級的增加,50 A 和 100 A 額定矽 IGBT 的接面溫度增加,導致它們失效,而 Wolfspeed 32 A 碳化矽 MOSFET 保持穩定並遠低於失效閾值。 

即使在更高的開關頻率下,SiC 也能實現卓越的性能 

25 kW 逆變器,Fsw = 16 kHz,較大的 Si IGBT 散熱器:1.37 L (0.7°C/W),較小的 SiC 散熱器 0.8 L (0.99°C/W)

在 16kHz 開關頻率下,儘管使用的散熱器尺寸比 32 A Wolfspeed 碳化矽 MOSFET 大 41%,但我們發現 100 A 和 50 A 額定矽 IGBT 分別在超過 10 kW 和 15 kW 時出現熱故障。 


650 V 碳化矽 MOSFET 提供功率和效率,幾乎不需要重新設計 

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 的 650 V 碳化矽 MOSFET 和二極體,在較小的 11 kW 熱泵和空調系統中比傳統矽 IGBT 更具有顯著優勢。 只需添加 C6D16065D 肖特基二極體即可升級 11kW 系統,從而使整體系統效率提高 0.5%。 當重新設計 PFC 並使用碳化矽升級逆變器時,無橋式 TP-PFC 的效率提高至 2.4%。 

與高速軟開關 IGBT 相比,Wolfspeed 650 V MOSFET 的傳導損耗顯著降低,幾乎沒有開關損耗。 


使用 SpeedFitTM 模擬碳化矽效率 

使用 SpeedFit 設計模擬器進行模擬時,最大限度地提高熱泵和空調效率,這是為您的設計選擇正確設備的第一步。 我們的線上模擬工具提供了一個易於使用的介面,用於評估 Wolfspeed 的碳化矽 MOSFET、二極體和功率模組(多種功率拓撲)。 立即開始模擬,在您的熱泵和空調中利用 Wolfspeed 碳化矽的強大功能。 

立即模擬

用於熱泵和空調的 Wolfspeed 碳化矽組件

Wolfspeed 的產品代表了多年經驗和專業知識的巔峰,品質與創新相結合,有助於推動您的設計。

分立式碳化矽 MOSFET

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分立式碳化矽 MOSFET

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分立式碳化矽 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

分立式碳化矽肖特基二極體

分立式碳化矽肖特基二極體

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分立式碳化矽肖特基二極體

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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

碳化矽功率模組

碳化矽功率模組

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碳化矽功率模組

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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
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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

參考設計

參考設計

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參考設計

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Type
Topology
Power
Discrete/Module
Package
Device SKU(s)
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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
Wolfspeed

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