onsemi: кремний и карбид кремния для промышленных накопителей и сервоприводов

Новый модуль FBP закрывает инверторы 350 кВт для солнечной энергетики и 250 кВт для накопителей. Для сервоприводов вышел SiC-модуль на 70 А в том же корпусе SPM31, что и 35-амперный IGBT: удвоение плотности мощности и радиатор впятеро-вдесятеро меньше.

В промышленной энергетике и сервоприводах высокая удельная мощность, эффективность, ресурс и оптимизация стоимости системы стали основными требованиями рынка. На конференции по силовой электронике и применениям, прошедшей 12 июля 2025 года в Шэньчжэне, руководитель развития рынка подразделения силовых решений onsemi Хэнк Чжао рассказал о совместном применении кремниевых приборов (IGBT и MOSFET) и карбида кремния.

Солнечная генерация и накопители

В промышленных системах «солнце — накопитель» заказчики упираются в сочетание требований: удельная мощность, КПД, ресурс и стоимость. Решения на карбиде кремния заметно снижают затраты на аккумуляторную часть, поэтому и стали ключевым выбором для повышения энергоэффективности.

Для мощных применений onsemi в этом году выпустила модуль **FBP**. Он рассчитан на проектирование солнечных инверторов класса 350 кВт и инверторов накопителей класса 250 кВт. Модуль снабжён толстым медным основанием, которое эффективно снижает тепловое сопротивление.

Для диапазона 100–150 кВт компания предлагает дискретные приборы и модули на карбиде кремния.

Сервоприводы

Сервомоторы требовательны к динамике отклика и удельной мощности. Здесь onsemi предлагает IGBT-модуль последнего поколения на базе технологии Field Stop 7 с максимальным током 35 А и напряжением 1200 В. В этом году добавился модуль на карбиде кремния с эквивалентным током до 70 А.

Оба выполнены в **корпусе SPM31**. По сравнению с 35-амперным IGBT-модулем 70-амперный карбидкремниевый даёт двукратную удельную мощность, а частота коммутации достигает 40 кГц — это позволяет уменьшить габариты двигательной системы и улучшить динамику.

Потери на переключение у карбида кремния ниже, поэтому и радиатор нужен меньше. В предельных режимах, по словам компании, радиатор для SiC-решения оказывается в двадцать раз меньше, чем для IGBT-модуля, а иногда и того меньше.

Переход идёт постепенно

Карбид кремния — самая обсуждаемая тема рынка, но onsemi не списывает со счетов кремниевые IGBT и MOSFET: в мощных солнечных инверторах и промышленных приводах они сохраняют важное место.

Переход на карбид кремния — процесс постепенный, отмечает Хэнк Чжао, и компания закрывает разные его стадии сочетанием технологий. В мощных солнечных инверторах основой пока остаётся IGBT, но часть заказчиков пробует гибридную схему: карбид кремния ставят в повышающий преобразователь. Для накопителей это выгодно — растёт КПД и заметно снижается стоимость батареи, поэтому такие заказчики к SiC склоняются охотнее. В приводах двигателей из-за цены преобладает IGBT, хотя в верхнем сегменте карбид кремния уже применяют.

Что мешает переходу

При смене технологии заказчики сталкиваются с тремя задачами: согласование драйвера, тепловой режим и перекомпоновка печатной платы.

Инженерная поддержка onsemi закрывает их инструментами: онлайн-средствами PLECS Model Generator и Elite Power Simulator для моделирования, руководствами по проектированию и оценочными платами. Специалисты помогают подобрать файлы моделей под реальные режимы работы заказчика и предлагают решение целиком — приборы разных корпусов и мощностей, дискретные или модульные, вместе с сигнальной частью.