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STMicroelectronics: diodi MOSFET di potenza per il solare

Pubblicato il 23 ottobre 2012

STMicroelectronics ha annunciato alcune innovazioni basate sul carburo di silicio che permettono ai produttori di realizzare sistemi elettronici ultra-efficienti per convertire i raggi del sole in energia che abbia la qualità standard per essere immessa nella rete di distribuzione elettrica.

I diodi al carburo di silicio da 1.200 V sostituiscono i tradizionali diodi al silicio nel convertitore boost DC-DC e nell’inverter DC-AC che convertono l’uscita a bassa tensione del modulo fotovoltaico in potenza AC di qualità elevata, alla tensione richiesta dalla rete.

Nel caso dei diodi destinati alle applicazioni di conversione dell’energia solare, il carburo di silicio è un materiale di base migliore rispetto alla tradizionale tecnologia bipolare al silicio. I diodi al carburo di silicio possono commutare rapidamente tra lo stato di conduzione e di non conduzione senza il problema della corrente inversa di recupero, presente invece nella commutazione dei diodi bipolari. L’eliminazione di questo effetto indesiderato aiuta a risparmiare fino al 70% dell’energia normalmente dispersa, mantiene una elevata efficienza in un ampio intervallo di temperature e garantisce ai progettisti una maggiore flessibilità per ottimizzare la frequenza operativa del sistema.

Gli esperimenti condotti da ST utilizzando diodi al carburo di silicio da 1.200 V hanno dimostrato un incremento del 2% nel rendimento complessivo dell’inverter, anche in presenza di carichi elevati e ad alta frequenza. Durante tutto il periodo di funzionamento previsto per gli inverter utilizzati, per esempio, nei sistemi fotovoltaici residenziali o nei grandi campi solari, un miglioramento di questo tipo permette di risparmiare molti MWh di energia.

I MOSFET al carburo di silicio potrebbero rappresentare una alternativa agli IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) negli inverter, offrendo notevoli vantaggi. Oltre a ridurre almeno del 50% le perdite di energia degli IGBT, i MOSFET al carburo di silicio non richiedono alcuna particolare circuiteria di pilotaggio e possono funzionare a frequenze più elevate. Questo permette di miniaturizzare altri componenti dell’alimentatore riducendo complessivamente costi e dimensioni, oltre ad aumentare l’efficienza energetica.

Altre possibili applicazioni per diodi e MOSFET al carburo di silicio sono i grandi alimentatori utilizzati nei data center e nei sistemi di pilotaggio del motore dei veicoli elettrici.

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