MOSFET de carburo de silicio puede mejorar significativamente la eficiencia del calentamiento por inducción de alta frecuencia

El calentamiento por inducción de alta frecuencia utiliza el principio de inducción electromagnética para calentar la pieza de trabajo, y la distribución de su densidad de potencia en la pieza de trabajo calentada se puede obtener convenientemente mediante la selección de la frecuencia y el diseño razonable de la bobina de inducción. Debido a la restricción de los elementos de conmutación electrónicos, la fuente de alimentación de calentamiento por inducción de alta frecuencia siempre ha adoptado la estructura de oscilación del tubo de electrones, que no solo es ineficiente, voluminosa y costosa, sino también peligrosa para el alto voltaje.

Con el desarrollo de dispositivos electrónicos de potencia, aparecen uno tras otro MOSFET, IGBT, SiC y otros nuevos dispositivos de conmutación que proporcionan la base de componentes para la miniaturización y la alta eficiencia del suministro de energía de calentamiento por inducción de alta frecuencia. SiC MOSFET es el dispositivo semiconductor más prometedor para el suministro de energía de calentamiento por inducción de alta frecuencia debido a su alta frecuencia de operación, baja conducción y baja pérdida de conmutación.

Figura 1: Diagrama de bloques principal del suministro de energía de calentamiento por inducción de alta frecuencia

La Figura 1 muestra el diagrama de bloques principal del suministro de energía de calentamiento por inducción de alta frecuencia, en el que la frecuencia de conmutación del módulo de energía utilizado en el circuito inversor de energía determina la eficiencia y el volumen de toda la máquina. Para mejorar la eficiencia y reducir el volumen de la fuente de alimentación tanto como sea posible, es necesario hacer que el dispositivo de potencia funcione a una frecuencia de conmutación más alta, al tiempo que se reducen las pérdidas de conducción y conmutación.

El nuevo MOSFET de SiC presentado por CREE Company tiene las ventajas de alta frecuencia de operación, baja pérdida de conducción, etc. Es muy adecuado para su aplicación en equipos de calentamiento por inducción, que pueden aumentar la frecuencia de conmutación, reducir el volumen del reactor y el condensador del dispositivo de filtrado. Y aumentar la eficiencia de toda la máquina. Ayude a los fabricantes eficaces de equipos de calentamiento por inducción a lanzar una nueva generación de productos de alta frecuencia, alta eficiencia y pequeño volumen.

Figura 2: Desarrollo del troquel Creesic MOSFET

La Figura 2 muestra que CREE está constantemente innovando en el campo del SiC. Hasta ahora, se ha presentado la tercera generación de matrices MOSFET de SiC. En comparación con la primera generación de matrices, el área de la última generación de matrices MOSFET de SiC se ha reducido al 42%, lo que reduce en gran medida la impedancia de conducción y la pérdida de conducción.

Fig. 3: comparación de la eficiencia de SiC MOS y Si MOS en las mismas condiciones

La figura 3 muestra la comparación de eficiencia del prototipo probado utilizando SiC MOS y Si MOS en las mismas condiciones de prueba. Se puede ver en el gráfico que con el aumento constante de potencia, el uso de SiC MOS puede mejorar significativamente la eficiencia del equipo y reducir la pérdida de producto.

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