A la vanguardia de la tecnología SiC

En Premium PSU siempre nos esforzamos por conseguir diseños que marquen la diferencia. La inversión en tecnología y conocimientos técnicos es lo que nos diferencia a la hora de desarrollar dispositivos de alta potencia compactos y fiables. En este artículo, compartimos nuestra experiencia de 15 años utilizando la tecnología SiC y las diferencias que supone en comparación con otras tecnologías utilizadas en el mercado.

El efecto que tiene la tecnología SiC en el rendimiento y el tamaño de nuestros productos es lo que la convierte en un elemento esencial en nuestros diseños.

Han pasado casi 15 años, pero recordamos perfectamente un correo electrónico en el que se preguntaba por un diodo Schottky de 1200V fabricado con un nuevo material llamado Carburo de Silicio (SiC) para uno de nuestros proyectos de fuentes de alimentación. Lamentablemente, la respuesta en aquel momento fue que no había ningún distribuidor en Europa que pudiera suministrar ese componente.

tecnología SiC

Premium fue posiblemente la primera empresa española y una de las primeras de Europa en interesarse por esta nueva tecnología. Después de muchas indagaciones, se consiguió encontrar un proveedor en Estados Unidos (con un coste de 40 euros) y terminar el proyecto. Gracias al uso de esta nueva tecnología, conseguimos superar a otros fabricantes de fuentes de alimentación.

El sistema de conversión de energía de Premium podía ofrecer una mayor potencia de pico (30kW en lugar de los 21kW de nuestro competidor) y era un 25% más pequeño, ya que no era necesario utilizar enormes radiadores de aluminio debido a que la mejora de la eficiencia los hacía innecesarios. Este diseño se realizó para un importante fabricante de maquinaria de semiconductores y supuso un gran beneficio para Premium. Todavía hoy, 15 años después, sigue siendo uno de los productos más vendidos de nuestra cartera.

Pero ¿cuál es el secreto del carburo de silicio y qué lo hace tan revolucionario en el diseño de semiconductores de potencia?

La respuesta está en las propiedades intrínsecas del carburo de silicio:

  • Technology
  • Breakdown voltage [kV/mmB]
  • Thermal conduction [W/cm K]
  • 30
  • 1,5
  • SiC
  • 300
  • 5

En primer lugar, el SiC tiene una tensión de ruptura 10 veces superior a la del silicio

La conductividad térmica del SiC es aproximadamente 3 veces mejor que la del silicio. En consecuencia, el SiC permite el funcionamiento a temperaturas superiores a 175ºC, lo que actualmente está limitado por los paquetes diseñados para el Si

Diodos SiC

Los diodos de SiC tienen un efecto de recuperación inversa muy pequeño, lo que reduce las pérdidas de conmutación, permitiendo

  • Aumentar la eficiencia frente al diseño con diodos de Si (si se mantiene la misma fs o frecuencia de conmutación del equipo)
  • Aumentar la densidad de potencia frente al diseño con diodos de Si (si se mantiene la misma eficiencia), ya que se puede aumentar la fs del equipo reduciendo el tamaño de los componentes inductivos
Sic-vs-Si-technology

MOSFETs de SiC

Los MOSFET de SiC ofrecen las siguientes ventajas:

  • Una enorme reducción de la resistencia de encendido especificada para aplicaciones de más de 900 V, lo que permite una mayor densidad de corriente por dispositivo y una reducción del tamaño y el peso
  • Menor variación de la resistencia a la activación con la temperatura, lo que permite el diseño de equipos que trabajan a mayor temperatura. Si la temperatura aumenta 100ºC en el componente (de 25ºC a 125ºC), la RDSon aumenta: el silicio por un factor de 2 y el SiC por un factor de 1,5
  • Una enorme reducción de la capacitancia interna
  • La capacitancia inversa (Cgd) es casi inexistente
  • Es posible una velocidad de conmutación extremadamente alta

Además, estos semiconductores que permiten una conmutación más rápida requieren diseñadores expertos. Esto se debe a los elementos parásitos que requieren cada vez más consideración durante el proceso de diseño. El método de controladores MOSFET SiC también es más complejo y requiere un alto grado de conocimientos técnicos.

Tecnología SiC en nuestras soluciones de potencia

En Premium PSU somos conscientes de que invertir en esta tecnología representa una ventaja competitiva y añade valor a nuestros productos. Por eso hemos extendido el uso de diodos SiC a todas nuestras soluciones. Nos asociamos con fabricantes de MOSFET de SiC de todo el mundo, teniendo acceso preferente a la información de diseño más avanzada, lo que nos permite utilizar nuevos componentes en nuestros productos antes de que salgan al mercado.

Estar al día de las últimas novedades del mercado y contar con el mejor equipo de ingeniería de fuentes de alimentación y sistemas de conversión de Europa es lo que hace que nuestros diseños estén a la vanguardia de la tecnología.

Estamos orgullosos de ser uno de los primeros fabricantes de fuentes de alimentación del mundo en utilizar el MOSFET de SiC empaquetado en TO-247 de 1200V en nuestros diseños. Este nuevo MOSFET, con una resistencia de canal de sólo 9mΩ, es absolutamente revolucionario y algo inimaginable hace unos años, al igual que lo fue el primer diodo hace 15 años. De nuevo, en Premium PSU estamos a la vanguardia de la tecnología SiC, y esta es una de las cosas que hacen que nuestros diseños sean únicos.