由于制造商寻求降低工厂成本，对高效电源和电源转换系统的需求正在增加。
工业应用，如服务器电源、不间断电源(UPS)和电机驱动器，消耗了世界上很大一部分的电力。因此，任何最终用户电力系统效率的提高都将大大降低公司的运营成本。结合更大的功率密度和更好的热性能，对高效电源和功率转换系统的需求正在增加。
推动这一增长的因素有几个。首先是全球能源意识的提高，以及更明智、更有效地使用能源的紧迫性日益增加。二是物联网(IoT)，它导致了各种新技术和服务引入工业应用。随着工业4.0、机器和工厂等智能工业计划的实施，通过设备的连接，工作场所变得更加智能，有助于实现更大的自主性、效率、可靠性和安全性。
然而，工业自动化，如机器人和电动生产线，伴随着这些系统电力消耗和成本的增加。为了保持竞争力，制造商需要能够开发新的操作实践来降低工厂成本。他们还需要充分利用每一平方米的地面空间，因为设备占地面积直接影响运营成本。
对更高效率和更低成本的需求
由于工业设备通常全天候运行，任何效率的提高都会迅速转化为能源消耗的显著降低。解决能源问题最直接的方法是提高为这些工业系统供电的系统的能源效率。
出于这个原因，工业、政府和制造商都面临着开发更高效电源的巨大压力。功率密度、热性能和转换效率是电源设计人员面临的最大挑战。此外，设计人员需要在最小化系统整体成本的同时应对这些挑战。
传统的电源设计方法将继续在这些领域提供一些改进，但收益将是有限的，因为开发人员多年来一直专注于从这些系统中榨取更多。要取得显著的改善，就需要新的方法。
碳化硅交付
碳化硅(SiC)是一种宽带隙半导体基材。它可以用作肖特基二极管和mosfet等分立元件，也可以用作功率模块中任何占地面积的裸模。
从历史上看，硅(Si)一直被用作大多数电力电子应用的半导体材料;然而，与碳化硅相比，硅是一个效率低下的电源系统基础。SiC具有许多优点，包括更高的导热系数，从而实现更有效的传热;较低的导通电阻，减少传导损失;基于碳化硅的组件具有更高的开关频率，允许更小的磁性，这可以大大减小系统尺寸。
受益于碳化硅的工业应用
有了这些特性，碳化硅基组件使电源供应商的设计人员能够达到新的效率水平。这种材料的影响可以在许多工业应用中看到:功率因数校正(PFC)、服务器电源供应商和电动汽车充电。
对于PFC来说，碳化硅的使用使今天的效率法规得以实现，同时需要更少的组件，更具成本效益，并实现更高的功率密度。这将降低系统的尺寸、重量和成本。此外，除了降低整体能耗外，更高的效率还提高了热性能，从而进一步减小了电源的尺寸和重量。对于服务器电源来说，碳化硅在PFC阶段的优势将有助于在未来几年在许多方面提高数据中心的效率。例如，今天在数据中心中使用的基于碳化硅的mosfet和二极管提高了服务器的热性能，仅在冷却相关的能源成本上就节省了40%。
对于电动汽车充电，碳化硅可实现快速直流充电，损耗降低30%，所需组件减少30%。这也使得设计具有更少的组件，更小的尺寸和更低的系统成本，同时实现双向功率传输。
碳化硅将继续提高效率
随着对更轻、更高效、更冷的功率转换系统的需求增长，对碳化硅的需求也在增长。所生产的宽带隙半导体组件使目前在汽车、通信基础设施和工业市场中正在进行的巨大技术变革成为可能。
碳化硅的独特属性减少了世界能源的消耗。毕竟，世界是靠电力运转的(而且是大量的电力)，随着人们对可持续性的担忧不断增长，碳化硅可以让世界在未来用更少的钱做更多的事。
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