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La próxima frontera en eficiencia y rendimiento

En el campo de la electrónica de potencia, el ascenso del nitruro de galio (GaN) ha sido extraordinario. Con más de una década de producción en serie, el GaN sobre silicio se ha ganado la aceptación general como sucesor superior del vetusto MOSFET de silicio para aplicaciones de voltaje de entre 40 V y 650 V. Hoy profundizaremos en los factores que influyen en el crecimiento de los dispositivos de potencia de GaN, basándonos en las experiencias y lecciones aprendidas de los MOSFET de potencia y las recientes aplicaciones del GaN en diversos mercados como el espacial, la automoción, la informática empresarial y los productos de consumo.

La búsqueda de una mayor eficiencia: La tecnología SiC

En la búsqueda de mayores estándares de eficiencia para los sistemas de accionamiento, las normativas estrictas se están convirtiendo en la norma, y algunas exigen más de un 15% de reducción de pérdidas por nivel de norma. En este campo, el silicio ha sido el material más utilizado y probado durante años. Sin embargo, la búsqueda de una mayor eficiencia está superando los límites de la tecnología del silicio, lo que hace necesaria una nueva solución.

Las limitaciones del silicio:
A medida que evolucionan los sistemas de accionamiento, también lo hacen los requisitos de mayor rendimiento y eficiencia. La transición de los correctores pasivos del factor de potencia (PFC) a los PFC activos y la demanda de inversores de mayor rendimiento están impulsando la necesidad de innovaciones. Aunque el silicio nos ha prestado un buen servicio, sus limitaciones son cada vez más evidentes, y limitarse a añadir más silicio está resultando ser una solución mediocre.

SiC al rescate:
El carburo de silicio (SiC) anuncia un nuevo horizonte para los accionamientos industriales más eficientes. El SiC aborda los retos en varios subsegmentos de accionamientos industriales, desde unos pocos kilovatios hasta megavatios, con una eficacia sin igual.

Aumento de la eficiencia del sistema:
Una de las principales ventajas del SiC reside en su capacidad para aumentar significativamente la eficiencia del sistema. Al reducir las pérdidas por conmutación y permitir frecuencias de funcionamiento más altas, la tecnología de SiC ofrece una notable mejora de la eficiencia global, garantizando que cada vatio de potencia se utilice de forma eficaz.

Aumento de la densidad de potencia del sistema:
El SiC también destaca en la mejora de la densidad de potencia del sistema. Gracias a las propiedades superiores de sus materiales, los dispositivos de SiC pueden manejar tensiones y corrientes más elevadas ocupando menos espacio. Esto se traduce en más potencia en menos espacio, lo que se traduce en sistemas de accionamiento compactos y ligeros.

Reducción del coste de propiedad del sistema:
Un aspecto crucial a la hora de adoptar cualquier nueva tecnología es su viabilidad económica. El SiC destaca en este aspecto al reducir el coste total de propiedad del sistema. Aunque los dispositivos de SiC pueden tener un coste inicial más elevado que las alternativas de silicio, las ventajas a largo plazo compensan la inversión inicial. El aumento de la eficiencia y la reducción del tamaño del sistema se traducen, en última instancia, en un ahorro de costes a lo largo de la vida útil del sistema de accionamiento.

A medida que el panorama de la electrónica de potencia sigue evolucionando, GaN y SiC se están haciendo un hueco en el sector. Los dispositivos GaN-on-Si han demostrado su potencial como sucesores de los MOSFET de silicio tradicionales, mientras que la tecnología SiC está impulsando una nueva era de accionamientos industriales de mayor eficiencia. La adopción de estas tecnologías de vanguardia no sólo satisfará las exigencias de la normativa sobre eficiencia, sino que también allanará el camino hacia un futuro más sostenible e innovador en la electrónica de potencia.

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