Una nuova epoca per i moduli di alimentazione aerospaziali
Il SiC ha un ampio intervallo di banda, elevata conduttività termica e un'elevata forza di scarica del campo elettrico che contribuiscono a ridurre le perdite di energia. Queste proprietà lo rendono interessante per le applicazioni in dispositivi ad elevata potenza. Questo materiale facilita una commutazione superiore e una maggiore densità di potenza per un determinato voltaggio e una data corrente nominale in un dispositivo più sottile e leggero. L'utilizzabilità ad elevate temperature riduce le dimensioni e la complessità dei sistemi di raffreddamento necessari e, di conseguenza, delle architetture dei sistemi di alimentazione generali. Dopo anni di ricerca e sviluppo, i dispositivi SiC stanno entrando sul mercato. Il momento non potrebbe essere migliore per studiare la maggiore modularità e le prestazioni di questi componenti per gli aeromobili completamente elettrici: uno degli obiettivi più ambiziosi della ricerca avionica. I ricercatori hanno sviluppato innovativi moduli di alimentazione SiC da utilizzare a bordo degli aeromobili grazie al finanziamento dell'UE per il progetto ROSIC ("Robust silicon-carbide technology for aerospace DC-DC conversion"). La ricerca ha incluso un'analisi completa delle necessità future al fine di garantire che i severi criteri di affidabilità possano essere rispettati mantenendo la convenienza economica. Gli scienziati hanno iniziato confrontando le tecnologie di transistori esistenti, tra cui i transistori bipolari a giunzione, i transistori a effetto di campo a giunzione e i MOSFET (metal–oxide semiconductor field effect transistor ) per il controllo del flusso di corrente. È stato scelto un dispositivo MOSFET e ne sono state valutate le caratteristiche stazionarie e transitorie. Il team ha poi selezionato i substrati MOSFET e stabilito i parametri di connessione. ROSIC ha testato i moduli finali per consentire la caratterizzazione a lungo termine delle prestazioni del pacchetto e del modulo, verificando l'integrità di entrambi in condizioni operative su un aeromobile. La ricerca ha ampliato le conoscenze e la comprensione delle prestazioni e della solidità dei MOSFET SiC. Gli scienziati hanno apportato un importante contributo a potenziali applicazioni nell'avionica con il consolidamento delle metodologie di progettazione con affidabilità integrata. Si prevede che la tecnologia MOSFET SiC ridurrà in modo significativo le dimensioni e il peso degli alimentatori avionici rispetto alla tecnologia Si standard. Questo porterà a importanti riduzioni nel consumo di carburante ed emissioni, in linea con gli obiettivi UE per un trasporto aereo più ecosostenibile. I moduli di alimentazione SiC di ROSIC sono pronti per l'industrializzazione e promettono un importante impatto sulla sicurezza, l'affidabilità e la sostenibilità del trasporto aereo.
