Siliziumkarbid-Technik mit hoher Ausgangsleistung
SemiSouth: Inverter mit Leistungsdichten von 30 kW/l
Die Siliziumkarbid-JFETs (SiC) von SemiSouth Laboratories verhelfen 0,5 Liter großen Wechselrichtern zu einer Leistungsdichte von 30 kWh/l. Ein einziger solcher Wechselrichter könnte in Kombination mit geeigneten Solarmodulen bis zu fünf Haushalte versorgen.
An derartigen hochtemperaturfesten Wechselrichtern mit hoher Ausgangsleistungsdichte arbeitet ein Team der Japanese Academia and Industry R&D Partnership for Future Power Electronics Technology (FUPET). Es hat bereits einen Dreiphasen-500cc-Wechselrichter entwickelt, der 15 kW Ausgangsleistung an einen Dreiphasen-Motor liefert und einen Wirkungsgrad von 99 Prozent erreicht. Die Wechselrichtermodule sind mit einem kompakten, optimierten Kühlsystem ausgestattet und erlauben Betriebstemperaturen bis 200 °C.
Soweit wir wissen, ist dies die höchste Ausgangsleistungsdichte, die bisher mit einem kompakten Wechselrichter erzielt wurde«, sagt Satoshi Tanimoto, Forschungsleiter im Forschungs- und Entwicklungszentrum der FUPET.
JFETs von SemiSouth sind mit Standard-Gate-Treiber-ICs kompatibel und lassen sich dank ihres positiven Temperaturkoeffizienten problemlos parallel schalten. Sie schalten extrem schnell, haben keine Tail-Strom, können bei Temperaturen bis 150 °C betrieben werden und haben einen niedrigen Einschaltwiderstand (RDS(on)max).
Die Bauelemente sitzen in einem TO-247-Gehäuse, für die Integration in Module stehen auch ungehäuste Chips zur Verfügung. Jeff Casady, SemiSouths President und CTO, erläuterte: »Das FUPET-Team hat diese Ergebnisse mit einer Schaltfrequenz von 50 kHz erzielt, das war die Mindestfrequenz, die sie sich vorgenommen hatten. Das Modul kommt mit einer Induktivität von nur 5 nH aus.« Das FUPET-Team will bis zum nächsten Jahr einen Wechselrichter mit einer Ausgangsleistungsdichte von 40 kW/l entwickeln.
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