半導體制造和組裝廠遍布全球,其運行電網電壓多種多樣。為服務于全球市場,針對此類應用銷售專業設備的 OEM 需要在其設備上設置多個輸入電壓選項。正因如此,Astrodyne TDI(ATDI)為其新型 Kodiak 電源平臺選擇了 Wolfspeed 碳化硅(SiC)MOSFET。
Kodiak 平臺采用通用封裝形式、適用于 208/230VAC 和 400/480VAC 輸入電壓的型號,因此 ATDI 的客戶無需重新設計系統便可在不同地區運行。Wolfspeed SiC MOSFET 采用 TO-263-7 表面貼裝封裝的650V 和 1200V 兩個產品系列,使這種設計通用性得以實現。
下一代半導體制造和組裝公司正在尋求不同地點的工廠能夠實現設備通用性,以簡化運行和減少新設備的鑒定時間。這就要求設備采用單一核心設計、但要具有能夠處理不同工廠中不同電網電壓的型號,同時符合當地和國際安全和性能標準。Astrodyne TDI 正與 Wolfspeed 開展合作,利用 SiC 技術來解決 OEM 在為下一代制造/組裝客戶提供支持方面所面臨的此類挑戰。OEM 的解決方案提供的電源系統要能夠在不同電網電壓水平下使用相同控制和功率拓撲。針對所有電壓范圍采用相似設計,讓客戶更輕松地集成這些系統,而無需更改設計,也無需對每個具有不同電網電壓的制造廠的不同設備進行鑒定。
靈活性鑄就強大的可擴展性
通過利用單一封裝形式和功率拓撲,ATDI 的電源簡化了其客戶的設計和鑒定過程,從而更輕松地將電源集成到工藝和測試設備。這還減少了制造/組裝終端客戶的負擔,因為即使在具有不同電網電壓的不同地點的工廠,他們依然可從設備中獲得同樣的性能。
理想情況下,下一代制造/組裝廠希望在所有地點和工廠的后道工藝和前道工藝中都能獲得單一但靈活的電源平臺。現在,利用 650V 和 1200V SiC MOSFET 可實現這一點。使用該產品,只需進行少量設計更改,便可實現在 208VAC 至 480VAC 輸入電壓范圍內采用一個拓撲來運行。SiC MOSFET 是唯一能夠在 208/230V 和 400/480V 電壓水平下實現有源前端和移相全橋拓撲的技術。
通過利用 Wolfspeed SiC 技術,ATDI Kodiak 電源平臺可在不同輸入電壓下使用相同功率拓撲 - 只需斷開 SiC 器件、磁性元件和電容,便可在不同電壓水平下運行,同時還能保持同一封裝內的性能相同。此外,Wolfspeed 650V 和 1200V 額定電壓器件產品組合非常廣泛,可在每個電壓水平下對設計進行優化。而這種通用性水平是Si MOSFET 或 GaN 器件無法實現的,因為它們的額定電壓有限,Si IGBT 解決方案也不可行,因為與 SiC 相比,Si IGBT 的開關損耗高得太多。
這種靈活性讓客戶能夠在具有不同輸入電壓的不同工廠和地點中對相似產品進行鑒定并加以利用。開發和鑒定時間顯著減少,實施也更為簡單。通過采用一致的機械封裝形式、功率拓撲和經審查的接口,OEM 節省了設計時間,終端用戶也知道他們會在所有制造廠獲得一致性能。
提供靈活性但不失真
除了 ATDI 利用 Wolfspeed SiC 技術實現的單一設計靈活性外,Kodiak 電源平臺還解決了下一代制造/組裝廠面臨的其他挑戰。
對任何制造廠而言,一項關鍵的挑戰是由所有電源和負載引起的電力線失真。這種失真需要被限制在可接受的水平,才能避免出現其他設備問題,并滿足電網要求。Kodiak 電源平臺將總諧波失真(THD)保持在 5% 以下,可滿足甚至超過電能質量要求。Kodiak 電源還堅持遵守 SemiF47 和 IEC 61000-4-11 標準,確保在出現電力線波動的情況下穩定運行。
雖然低 THD 電源在 230VA 應用中較為常見,但其實 ATDI Kodiak 電源非常獨特,原因是即便在 400/480VAC 電壓水平下,它也能具備低 THD 這一性能,而無需外部濾波。擁有這一性能的方法是,其利用真正的三相功率因數校正拓撲和專有控制技術。保持低 THD,客戶便可不用在系統或工廠級別添加其他濾波器,也不用排除設備之間可能存在的干擾問題。
單一設計,賦能諸多產品
ATDI 通過采用 Wolfspeed SiC 技術,解決了 OEM 為電網電壓各異的全球市場設計設備時所面臨的關鍵挑戰。包括下一代制造/組裝廠在內的終端客戶可在不同工廠利用通用設備,并實現了使用 SiC 基電源相比于 Si 基電源的價值,可謂大獲裨益。Kodiak 電源平臺讓客戶能夠在不同電網電壓水平下采用相同控制和功率拓撲,無論輸入電壓水平如何,均能確保實現高性能。這一適用于所有電壓范圍的通用拓撲,使客戶能夠將 ATDI 的電源集成到各種產品中,而無需更改設計或對不同地點的不同服務設施設備進行鑒定。
審核編輯:郭婷
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