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Wolfspeed lance sa quatrième génération de technologie SiC

Wolfspeed lance sa quatrième génération de technologie SiC

Nouveaux produits |
Par Nick Flaherty, A Delapalisse



Wolfspeed a lancé sa plate-forme technologique de quatrième génération en carbure de silicium (SiC) pour les applications de puissance.

Les deux premières filières nues de la famille CPM4 1200V pour les applications industrielles ont une résistance de 26mΩ avec 90A et 42mΩ avec 55A. Ces valeurs sont inférieures de 20 % à la même température de jonction de 175 °C. Une version à matrice nue pour l’automobile, l’EPM4, est en cours de qualification.

Le conditionnement est un élément clé de la résistance à l’enclenchement, et la première pièce conditionnée en E4M a un courant plus élevé de 153A avec une résistance à l’enclenchement réduite à 13mΩ contre 16mΩ dans un boîtier TO-247 Kelvin à quatre bornes.

Wolfspeed ne semble pas chercher à réduire le coût de production des composants, mais à simplifier le processus de conception avec des marges plus importantes afin d’accélérer les temps de développement et de réduire le coût des autres composants.

Par exemple, un temps de résistance aux courts-circuits allant jusqu’à 2,3 µs offre une marge de sécurité supplémentaire permettant de réduire le coût d’une conception.

Les modules GM4 de quatrième génération ont une topologie en demi-pont de 1200V avec des courants de 200A et une résistance à l’enclenchement aussi faible que 4mΩ, la variante 2300V sur un substrat ALN ayant un RDS(on) aussi faible que 5mΩ. Les modules à pont complet 1200V, 100A ont une résistance d’enclenchement RDSon de 11mΩ.

Dans les applications à commutation dure, telles que les entraînements de moteurs industriels, les alimentations pour les centres de données informatiques et les convertisseurs AFE (Active Front-End) pour les systèmes connectés au réseau, la réduction des pertes de commutation est primordiale. Ces applications fonctionnent à des charges variables et parfois à des puissances très élevées pendant de courtes périodes, mais elles passent la majeure partie de leur vie à des niveaux de puissance inférieurs.

Du point de vue de l’efficacité, la minimisation des pertes par conduction permet d’améliorer l’efficacité sur toute la plage de charge.

Ces pertes de conduction sont principalement dues à la résistance à l’état passant du MOSFET de puissance, évaluée en fonction des niveaux de courant requis par l’application et de la (des) température(s) de jonction qui en résulte(nt). À pleine charge nominale, les MOSFET fonctionnent généralement à une température proche de leur température de fonctionnement nominale maximale (ou inférieure avec une certaine marge de conception).

La réduction des pertes de commutation offre deux avantages principaux, explique Adam Barkley, vice-président du développement de la technologie de l’énergie chez Wolfspeed.

Premièrement, les concepteurs peuvent augmenter la fréquence de commutation, ce qui permet d’utiliser des circuits magnétiques et des condensateurs plus petits, plus légers et plus rentables Ou ils peuvent donner la priorité aux gains d’efficacité en réduisant la dissipation thermique, ce qui permet de réduire les coûts au niveau du système grâce à des dissipateurs thermiques plus petits ou à des exigences réduites en matière de refroidissement.

Les MOSFET Gen4 de Wolfspeed réduisent cette résistance spécifique à l’état passant à haute température jusqu’à 21%, avec une réduction encore plus importante à basse température, déclare Barkley.

« Nous comprenons que la conception de chaque application s’accompagne d’un ensemble unique d’exigences », a déclaré Jay Cameron, vice-président senior des produits d’alimentation Wolfspeed. « Dès le début, notre objectif pour la Gen 4 a été d’améliorer l’efficacité globale du système dans des environnements d’exploitation réels, en mettant l’accent sur la fourniture d’une performance maximale au niveau du système. La Gen 4 permet aux ingénieurs concepteurs de créer des systèmes plus efficaces et plus durables qui fonctionnent bien dans des environnements d’exploitation difficiles, à un meilleur coût global. »

Les produits Gen 4 de Wolfspeed sont disponibles dans les nœuds 750V, 1200V et 2300V. De nouveaux produits, y compris des empreintes et des gammes RDS ON supplémentaires, seront disponibles au cours de l’année 2025 et au début de l’année 2026.

www.wolfspeed.com

 

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