Infineon Étend ses Modules de Puissance SiC Haute Tension

Les systèmes d’énergie renouvelable haute tension évoluent de plus en plus vers des architectures DC-link de 1500 V afin d’augmenter la densité de puissance, de réduire les niveaux de courant et de simplifier les systèmes de conversion de puissance à grande échelle. Les semi-conducteurs en carbure de silicium sont également de plus en plus utilisés pour réduire les pertes de commutation et permettre le fonctionnement des onduleurs à des fréquences plus élevées dans des applications telles que l’énergie éolienne, les systèmes photovoltaïques et le stockage d’énergie par batteries. Dans ce contexte, Infineon Technologies AG a élargi son portefeuille de modules de puissance XHP 2 avec de nouvelles variantes CoolSiC MOSFET 2300 V destinées aux systèmes énergétiques haute tension.

Les nouveaux modules sont conçus pour les convertisseurs de puissance de grande capacité fonctionnant avec des tensions DC-link allant jusqu’à 1500 V. Ils sont disponibles avec des valeurs de résistance à l’état passant comprises entre 1 mOhm et 2 mOhm, ainsi qu’avec des options de tension d’isolation de 4 kV et 6 kV.

Des fréquences de commutation plus élevées avec moins de pertes
Les modules XHP 2 CoolSiC MOSFET utilisent la technologie au carbure de silicium afin de réduire les pertes de commutation et de conduction par rapport aux semi-conducteurs de puissance conventionnels à base de silicium. La réduction des pertes de commutation permet aux onduleurs de fonctionner à des fréquences plus élevées, ce qui peut réduire les distorsions harmoniques et diminuer la taille des composants passifs tels que les filtres et les éléments magnétiques.

Le fonctionnement à fréquence élevée contribue également à augmenter la densité de puissance dans les systèmes compacts d’énergie renouvelable et les plateformes industrielles d’électronique de puissance. Les modules visent des applications telles que les onduleurs photovoltaïques, les convertisseurs pour l’énergie éolienne et les systèmes de stockage par batteries, où le rendement énergétique et la gestion thermique influencent directement les performances système et les coûts d’exploitation.

Le boîtier XHP 2 pour des convertisseurs évolutifs
Les modules reposent sur la plateforme de boîtier XHP 2 d’Infineon, qui fournit un comportement de commutation symétrique afin de simplifier la mise en parallèle dans les architectures de convertisseurs de forte puissance. Les caractéristiques de commutation symétriques sont importantes dans les systèmes multi-modules, car elles contribuent à maintenir une répartition équilibrée du courant entre les dispositifs semi-conducteurs montés en parallèle.

La plateforme permet également aux développeurs d’ajuster les niveaux de rendement et de performance selon les exigences de l’application. Toutes les variantes intègrent la technologie d’interconnexion .XT d’Infineon, destinée à améliorer la résistance aux cycles thermiques et la durée de vie opérationnelle dans des environnements exigeants de conversion de puissance.

Certaines versions des modules sont fournies avec un matériau d’interface thermique préappliqué afin de simplifier les processus d’assemblage et d’assurer un transfert thermique homogène entre le module semi-conducteur et le système de refroidissement.

Résultats démontrés dans les systèmes d’énergie renouvelable
Infineon a également publié des résultats d’essais système réalisés dans des applications d’énergie renouvelable utilisant les nouveaux modules. Dans un système de démonstration pour l’énergie éolienne, l’entreprise a atteint une densité de puissance de 300 kW/L. Lors des essais sur des systèmes de stockage par batteries, les pertes des semi-conducteurs sont restées inférieures à 0,7 % de la puissance de sortie.

Ces résultats montrent comment les modules haute tension en carbure de silicium sont utilisés pour améliorer le rendement des convertisseurs tout en réduisant la taille des systèmes dans les infrastructures de nouvelle génération dédiées aux énergies renouvelables et aux systèmes numériques de conversion de puissance.

Publié avec l’assistance de l’IA par Aishwarya Mambet, rédactrice pour Induportals.

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