適用于充電樁直流快充電源模塊的國(guó)產(chǎn)高可靠性碳化硅(SiC)MOSFET-傾佳電子（Changer Tech）專(zhuān)業(yè)分銷(xiāo)

 

IGBT芯片技術(shù)不斷發(fā)展，但是從一代芯片到下一代芯片獲得的改進(jìn)幅度越來(lái)越小。這表明IGBT每一代新芯片都越來(lái)越接近材料本身的物理極限。SiC MOSFET寬禁帶半導(dǎo)體提供了實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體總功率損耗的顯著降低的可能性。使用SiC MOSFET可以降低開(kāi)關(guān)損耗，從而提高開(kāi)關(guān)頻率。進(jìn)一步的，可以優(yōu)化濾波器組件，相應(yīng)的損耗會(huì)下降，從而全面減少系統(tǒng)損耗。通過(guò)采用低電感SiC MOSFET功率模塊，與同樣封裝的Si IGBT模塊相比，功率損耗可以降低約70%左右，可以將開(kāi)關(guān)頻率提5倍（實(shí)現(xiàn)顯著的濾波器優(yōu)化），同時(shí)保持最高結(jié)溫低于最大規(guī)定值。

 

為了保持電力電子系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也為了使最終用戶獲得經(jīng)濟(jì)效益，一定程度的效率和緊湊性成為每一種電力電子應(yīng)用功率轉(zhuǎn)換應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)所在。隨著IGBT技術(shù)到達(dá)發(fā)展瓶頸，加上SiC MOSFET絕對(duì)成本持續(xù)下降，使用SiC MOSFET替代升級(jí)IGBT已經(jīng)成為各類(lèi)型電力電子應(yīng)用的主流趨勢(shì)。

 

傾佳電子（Changer Tech）致力于國(guó)產(chǎn)碳化硅（SiC）MOSFET功率器件在電力電子市場(chǎng)的推廣！Changer Tech-Authorized Distributor of BASiC Semiconductor which committed to the promotion of BASiC™ silicon carbide (SiC) MOSFET power devices in the power electronics market!

 

對(duì)于通用應(yīng)用，SiC 功率器件可以替代 Si IGBT，從而將開(kāi)關(guān)損耗降低高達(dá) 70% 至 80%，具體取決于轉(zhuǎn)換器和電壓和電流水平。IGBT 相關(guān)的較高損耗可能成為一個(gè)重要的考慮因素。熱管理會(huì)增加使用 IGBT 的成本，而其較慢的開(kāi)關(guān)速度會(huì)增加電容器和電感器等無(wú)源元件的成本。從整體系統(tǒng)成本來(lái)看SiC MOSFET加速替代IGBT已經(jīng)成為各類(lèi)新的電力電子設(shè)計(jì)中的主流趨勢(shì)。SiC MOSFET 更耐熱失控。碳化硅導(dǎo)熱性更強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)更好的設(shè)備級(jí)散熱和穩(wěn)定的工作溫度。

 

Si IGBT 的一個(gè)顯著缺點(diǎn)是它們極易受到熱失控的影響。當(dāng)器件溫度不受控制地升高時(shí)，就會(huì)發(fā)生熱失控，導(dǎo)致器件發(fā)生故障并最終失效。在高電流、高電壓和高工作條件很常見(jiàn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中，例如電動(dòng)汽車(chē)或制造業(yè)，熱失控可能是一個(gè)重大的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。SiC MOSFET 更適合溫度較高的環(huán)境條件空間，例如汽車(chē)和工業(yè)應(yīng)用。此外，鑒于其導(dǎo)熱性，SiC MOSFET 可以消除對(duì)額外冷卻系統(tǒng)的需求，從而有可能減小整體系統(tǒng)尺寸并降低系統(tǒng)成本。由于 SiC MOSFET 的工作開(kāi)關(guān)頻率比 Si IGBT 高得多，因此它們非常適合需要精確電機(jī)控制的應(yīng)用。高開(kāi)關(guān)頻率在自動(dòng)化制造中至關(guān)重要，其中高精度伺服電機(jī)用于工具臂控制、精密焊接和精確物體放置。

 

SiC 功率器件的卓越材料特性使這些器件能夠以更快的開(kāi)關(guān)速度、更低的開(kāi)關(guān)損耗和更薄的有源區(qū)運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)效率更高、開(kāi)關(guān)頻率更高、更節(jié)省空間的設(shè)計(jì)。因此，SiC MOSFET 正成為電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用中優(yōu)于傳統(tǒng)硅（IGBT,MOSFET）的首選。

 

基本™（BASiC Semiconductor）第二代SiC碳化硅MOSFET兩大主要特色：

1.出類(lèi)拔萃的可靠性：相對(duì)競(jìng)品較為充足的設(shè)計(jì)余量來(lái)確保大規(guī)模制造時(shí)的器件可靠性。

基本™（BASiC Semiconductor）第二代SiC碳化硅MOSFET 1200V系列擊穿電壓BV值實(shí)測(cè)在1700V左右，高于市面主流競(jìng)品，擊穿電壓BV設(shè)計(jì)余量可以抵御碳化硅襯底外延材料及晶圓流片制程的擺動(dòng)，能夠確保大批量制造時(shí)的器件可靠性，這是基本™（BASiC Semiconductor）第二代SiC碳化硅MOSFET最關(guān)鍵的品質(zhì). 基本™（BASiC Semiconductor）第二代SiC碳化硅MOSFET雪崩耐量裕量相對(duì)較高，也增強(qiáng)了在電力電子系統(tǒng)應(yīng)用中的可靠性。

2.可圈可點(diǎn)的器件性能：同規(guī)格較小的Crss帶來(lái)出色的開(kāi)關(guān)性能。

基本™（BASiC Semiconductor）第二代SiC碳化硅MOSFET反向傳輸電容Crss 在市面主流競(jìng)品中是比較小的，帶來(lái)關(guān)斷損耗Eoff也是中非常出色的，優(yōu)于部分海外競(jìng)品，特別適用于LLC應(yīng)用，典型應(yīng)用如充電樁電源模塊后級(jí)DC-DC應(yīng)用。

 

Basic™ (BASiC Semiconductor) second generation SiC silicon carbide MOSFET has two main features:

1. Outstanding reliability: Compared with competing products, there is sufficient design margin to ensure device reliability during mass manufacturing.

The breakdown voltage BV value of BASiC Semiconductor's second-generation SiC silicon carbide MOSFET 1200V series is measured to be around 1700V, which is higher than mainstream competing products on the market. The breakdown voltage BV design margin can withstand silicon carbide substrate epitaxial materials and wafers. The swing of the tape-out process can ensure device reliability during mass manufacturing, which is the most critical quality of BASiC Semiconductor’s second-generation SiC silicon carbide MOSFET. BASiC Semiconductor’s second-generation SiC silicon carbide MOSFET The relatively high avalanche tolerance margin also enhances reliability in power electronic system applications.

2. Remarkable device performance: Smaller Crss with the same specifications brings excellent switching performance.

BASiC Semiconductor's second-generation SiC silicon carbide MOSFET reverse transmission capacitor Crss is relatively small among mainstream competing products on the market, and its turn-off loss Eoff is also very good among mainstream products on the market, better than some overseas competing products. , especially suitable for LLC applications, typical applications such as charging pile power module downstream DC-DC applications.

 

Ciss：輸入電容（Ciss＝Cgd＋Cgs） ⇒柵極-漏極和柵極-源極電容之和：它影響延遲時(shí)間；Ciss越大，延遲時(shí)間越長(zhǎng)?；?trade;（BASiC Semiconductor）第二代SiC碳化硅MOSFET 優(yōu)于主流競(jìng)品。

Crss：反向傳輸電容（Crss＝Cgd） ⇒柵極-漏極電容：Crss越小，漏極電流上升特性越好，這有利于MOSFET的損耗，在開(kāi)關(guān)過(guò)程中對(duì)切換時(shí)間起決定作用，高速驅(qū)動(dòng)需要低Crss。

Coss：輸出電容（Coss＝Cgd＋Cds）⇒柵極-漏極和漏極-源極電容之和：它影響關(guān)斷特性和輕載時(shí)的損耗。如果Coss較大，關(guān)斷dv／dt減小，這有利于噪聲。但輕載時(shí)的損耗增加。

 

基本™B2M第二代碳化硅MOSFET器件主要特色：

• 比導(dǎo)通電阻降低40%左右

• Qg降低了60%左右

• 開(kāi)關(guān)損耗降低了約30%

• 降低Coss參數(shù)，更適合軟開(kāi)關(guān)

• 降低Crss，及提高Ciss/Crss比值,降低器件在串?dāng)_行為下誤導(dǎo)通風(fēng)險(xiǎn)

• 最大工作結(jié)溫175℃• HTRB、 HTGB+、 HTGB-可靠性按結(jié)溫Tj=175℃通過(guò)測(cè)試

• 優(yōu)化柵氧工藝，提高可靠性

• 高可靠性鈍化工藝

• 優(yōu)化終端環(huán)設(shè)計(jì)，降低高溫漏電流

• AEC-Q101

 

傾佳電子（Changer Tech）專(zhuān)業(yè)分銷(xiāo)的基本™第二代碳化硅SiC MOSFET主要有B2M160120H，B2M160120Z，B2M160120R，B2M080120H,B2M080120Z，B2M080120R，B2M018120H，B2M018120Z，B2M020120Y，B2M065120H，B2M065120Z，B2M065120R，B2M040120H，B2M040120Z，B2M040120R，B2M032120Y，B2M030120Z，B2M030120H，BM030120R，B2M650170H， B2M650170R，B2M009120Y。適用大功率電力電子裝置的SiC MOSFET模塊，半橋SiC MOSFET模塊，ANPC三電平碳化硅MOSFET模塊，T型三電平模塊，MPPT BOOST SiC MOSFET模塊。

B2M032120Y國(guó)產(chǎn)替代英飛凌IMZA120R030M1H，安森美NTH4L030N120M3S以及C3M0032120K。

B2M040120Z國(guó)產(chǎn)替代英飛凌IMZA120R040M1H，安森美NTH4L040N120M3S，NTH4L040N120SC1以及C3M0040120K，意法SCT040W120G3-4AG。

B2M020120Y國(guó)產(chǎn)替代英飛凌IMZA120R020M1H，安森美NTH4L020N120SC1，NTH4L022N120M3S以及C3M0021120K，意法SCT015W120G3-4AG。

B2M065120H國(guó)產(chǎn)代替安森美NTHL070N120M3S。

B2M065120Z國(guó)產(chǎn)代替英飛凌IMZ120R060M1H，安森美NVH4L070N120M3S，C3M0075120K-A，意法SCT070W120G3-4AG。

B2M160120Z國(guó)產(chǎn)代替英飛凌AIMZHN120R160M1T，AIMZH120R160M1T

B2M080120Z國(guó)產(chǎn)代替英飛凌AIMZHN120R080M1T，AIMZH120R080M1T

B2M080120R國(guó)產(chǎn)代替英飛凌IMBG120R078M2H

B2M040120Z國(guó)產(chǎn)替代英飛凌AIMZHN120R040M1T，AIMZH120R040M1T

B2M040120R國(guó)產(chǎn)替代英飛凌IMBG120R040M2H

B2M018120R國(guó)產(chǎn)替代英飛凌IMBG120R022M2H

B2M018120Z國(guó)產(chǎn)替代英飛凌AIMZH120R020M1T，AIMZH120R020M1T

B2M065120Z國(guó)產(chǎn)替代英飛凌AIMZHN120R060M1T，AIMZH120R060M1T

 

傳統(tǒng)的直流充電樁拓?fù)潆娐芬话闶侨嘟涣?80V輸入電壓經(jīng)過(guò)PFC維也納 AC/DC電路后，得到直流母線電壓，然后經(jīng)過(guò)全橋LLC DC/DC電路，輸出 200V到1000V高壓給新能源汽車(chē)充電使用。其中PFC維也納電路AC/DC的開(kāi)關(guān)頻率 40kHz 左右，一般用使用 650V的超結(jié)MOSFET或者 650V 的IGBT，劣勢(shì)是器件多，硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜，效率低，失效率高。新一代直流充電樁拓?fù)潆娐窌?huì)把原來(lái)的PFC維也納整流升級(jí)為采用第二代SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z的三相全橋PFC整流。這樣將大大減少功率器件數(shù)量，簡(jiǎn)化控制電路的復(fù)雜性，同時(shí)通過(guò)提高開(kāi)關(guān)頻率來(lái)降低電感的感量，尺寸和成本。DC/DC全橋LLC部分，升級(jí)為采用第二代SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z的DC/DC電路，可以從原來(lái)的兩組串聯(lián)二電平全橋LLC或三電平全橋移相ZVS或三電平全橋LLC或兩組串聯(lián)二電平全橋移相優(yōu)化為一組兩電平LLC。這樣可以極大簡(jiǎn)化拓?fù)潆娐?，減少元器件的數(shù)量，控制和驅(qū)動(dòng)更加簡(jiǎn)單?；诘诙鶶iC碳化硅MOSFET B2M040120Z的高頻特性，可以提高LLC電路的開(kāi)關(guān)頻率，從而減少磁性器件的尺寸和成本。由于LLC電路是軟開(kāi)關(guān)工作模式，損耗集中在開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通損耗上和關(guān)斷損耗上，第二代SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z Eoff相對(duì)競(jìng)品更小，在高頻LLC應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，由于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的原因，流過(guò)LLC中SiC碳化硅MOSFET的電流有效值是Si MOSFET電流的一半，所以最終導(dǎo)通損耗大大減小。新一代采用SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z的直流充電樁拓?fù)潆娐房梢蕴嵘?.3~0.5%左右的效率。

 

LLC，移相全橋等應(yīng)用實(shí)現(xiàn)ZVS主要和Coss、關(guān)斷速度和體二極管壓降等參數(shù)有關(guān)。Coss決定所需諧振電感儲(chǔ)能的大小，值越大越難實(shí)現(xiàn)ZVS；更快的關(guān)斷速度可以減少對(duì)儲(chǔ)能電感能量的消耗，影響體二極管的續(xù)流維持時(shí)間或者開(kāi)關(guān)兩端電壓能達(dá)到的最低值；因?yàn)槔m(xù)流期間的主要損耗為體二極管的導(dǎo)通損耗.在這些參數(shù)方面，B2M第二代碳化硅MOSFET跟競(jìng)品比，B2M第二代碳化硅MOSFET的Coss更小，需要的死區(qū)時(shí)間初始電流小；B2M第二代碳化硅MOSFET抗側(cè)向電流觸發(fā)寄生BJT的能力會(huì)強(qiáng)一些。B2M第二代碳化硅MOSFET體二極管的Vf和trr 比競(jìng)品有較多優(yōu)勢(shì)，能減少LLC里面Q2的硬關(guān)斷的風(fēng)險(xiǎn)。綜合來(lái)看，比起競(jìng)品，LLC，移相全橋應(yīng)用中B2M第二代碳化硅MOSFET表現(xiàn)會(huì)更好.

 

傾佳電子（Changer Tech）專(zhuān)業(yè)分銷(xiāo)基本™國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)碳化硅(SiC)MOSFET，國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)AEC-Q101碳化硅(SiC)MOSFET，國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)級(jí)PPAP碳化硅(SiC)MOSFET，全碳化硅MOSFET模塊，Easy封裝全碳化硅MOSFET模塊，62mm封裝全碳化硅MOSFET模塊，F(xiàn)ull SiC Module，SiC MOSFET模塊適用于超級(jí)充電樁，V2G充電樁，高壓柔性直流輸電智能電網(wǎng)(HVDC)，空調(diào)熱泵驅(qū)動(dòng)，機(jī)車(chē)輔助電源，儲(chǔ)能變流器PCS,光伏逆變器,超高頻逆變焊機(jī)，超高頻伺服驅(qū)動(dòng)器，高速電機(jī)變頻器等，光伏逆變器專(zhuān)用直流升壓模塊BOOST Module，儲(chǔ)能PCS變流器ANPC三電平碳化硅MOSFET模塊，光儲(chǔ)碳化硅MOSFET。專(zhuān)業(yè)分銷(xiāo)基本™SiC碳化硅MOSFET模塊及分立器件，全力支持中國(guó)電力電子工業(yè)發(fā)展！

 

汽車(chē)級(jí)全碳化硅功率模塊是基本™（BASiC Semiconductor）為新能源汽車(chē)主逆變器應(yīng)用需求而研發(fā)推出的系列MOSFET功率模塊產(chǎn)品，包括Pcore™6‍汽車(chē)級(jí)HPD模塊、‍Pcore™2‍汽車(chē)級(jí)DCM模塊、‍Pcore™1‍汽車(chē)級(jí)TPAK模塊、Pcore™2‍汽車(chē)級(jí)ED3模塊等，采用銀燒結(jié)技術(shù)等基本™（BASiC Semiconductor）最新的碳化硅 MOSFET 設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝，綜合性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，通過(guò)提升動(dòng)力系統(tǒng)逆變器的轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而提高新能源汽車(chē)的能源效率和續(xù)航里程。主要產(chǎn)品規(guī)格有：BMS800R12HWC4_B02，BMS600R12HWC4_B01，BMS950R12HWC4_B02，BMS700R12HWC4_B01，BMS800R12HLWC4_B02，BMS600R12HLWC4_B01，BMS950R12HLWC4_B02，BMS700R12HLWC4_B01，BMF800R12FC4，BMF600R12FC4，BMF950R08FC4，BMF700R08FC4，BMZ200R12TC4，BMZ250R08TC4

 

傾佳電子（Changer Tech）專(zhuān)業(yè)分銷(xiāo)基本™（BASiC Semiconductor）碳化硅(SiC)MOSFET專(zhuān)用雙通道隔離驅(qū)動(dòng)芯片BTD25350，原方帶死區(qū)時(shí)間設(shè)置，副方帶米勒鉗位功能，為碳化硅功率器件SiC MOSFET驅(qū)動(dòng)而優(yōu)化。

BTD25350適用于以下碳化硅功率器件應(yīng)用場(chǎng)景：

充電樁中后級(jí)LLC用SiC MOSFET 方案

光伏儲(chǔ)能BUCK-BOOST中SiC MOSFET方案

高頻APF，用兩電平的三相全橋SiC MOSFET方案

空調(diào)壓縮機(jī)三相全橋SiC MOSFET方案

OBC后級(jí)LLC中的SIC MOSFET方案

服務(wù)器交流側(cè)圖騰柱PFC高頻臂GaN或者SiC方案

  

碳化硅MOSFET具有優(yōu)秀的高頻、高壓、高溫性能，是目前電力電子領(lǐng)域最受關(guān)注的寬禁帶功率半導(dǎo)體器件。在電力電子系統(tǒng)中應(yīng)用碳化硅MOSFET器件替代傳統(tǒng)硅IGBT器件，可提高功率回路開(kāi)關(guān)頻率，提升系統(tǒng)效率及功率密度，降低系統(tǒng)綜合成本。

 

基本™第二代碳化硅MOSFET系列新品基于6英寸晶圓平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，比上一代產(chǎn)品在比導(dǎo)通電阻、開(kāi)關(guān)損耗以及可靠性等方面表現(xiàn)更為出色。在原有TO-247-3、TO-247-4封裝的產(chǎn)品基礎(chǔ)上，基本™還推出了帶有輔助源極的TO-247-4-PLUS、TO-263-7及SOT-227封裝的碳化硅MOSFET器件，以更好地滿足客戶需求。

 

基本™第二代碳化硅MOSFET亮點(diǎn)

更低比導(dǎo)通電阻：第二代碳化硅MOSFET通過(guò)綜合優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)方案，比導(dǎo)通電阻降低約40%，產(chǎn)品性能顯著提升。

 

更低器件開(kāi)關(guān)損耗：第二代碳化硅MOSFET器件Qg降低了約60%，開(kāi)關(guān)損耗降低了約30%。反向傳輸電容Crss降低，提高器件的抗干擾能力，降低器件在串?dāng)_行為下誤導(dǎo)通的風(fēng)險(xiǎn)。

 

更高可靠性：第二代碳化硅MOSFET通過(guò)更高標(biāo)準(zhǔn)的HTGB、HTRB和H3TRB可靠性考核，產(chǎn)品可靠性表現(xiàn)出色。

 

更高工作結(jié)溫：第二代碳化硅MOSFET工作結(jié)溫達(dá)到175°C，提高器件高溫工作能力。

 

碳化硅 (SiC) MOSFET出色的材料特性使得能夠設(shè)計(jì)快速開(kāi)關(guān)單極型器件，替代升級(jí)雙極型 IGBT  （絕緣柵雙極晶體管）開(kāi)關(guān)。碳化硅 (SiC) MOSFET替代IGBT可以得到更高的效率、更高的開(kāi)關(guān)頻率、更少的散熱和節(jié)省空間——這些好處反過(guò)來(lái)也降低了總體系統(tǒng)成本。SiC-MOSFET的Vd-Id特性的導(dǎo)通電阻特性呈線性變化，在低電流時(shí)SiC-MOSFET比IGBT具有優(yōu)勢(shì)。

與IGBT相比，SiC-MOSFET的開(kāi)關(guān)損耗可以大幅降低。采用硅 IGBT 的電力電子裝置有時(shí)不得不使用三電平拓?fù)鋪?lái)優(yōu)化效率。當(dāng)改用碳化硅 (SiC) MOSFET時(shí)，可以使用簡(jiǎn)單的兩級(jí)拓?fù)洹Ｒ虼怂璧墓β试?shù)量實(shí)際上減少了一半。這不僅可以降低成本，還可以減少可能發(fā)生故障的組件數(shù)量。SiC MOSFET 不斷改進(jìn)，并越來(lái)越多地加速替代以 Si IGBT 為主的應(yīng)用。 SiC MOSFET 幾乎可用于目前使用 Si IGBT 的任何需要更高效率和更高工作頻率的應(yīng)用。這些應(yīng)用范圍廣泛，從太陽(yáng)能和風(fēng)能逆變器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)到感應(yīng)加熱系統(tǒng)和高壓 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。

 

隨著自動(dòng)化制造、電動(dòng)汽車(chē)、先進(jìn)建筑系統(tǒng)和智能電器等行業(yè)的發(fā)展，對(duì)增強(qiáng)這些機(jī)電設(shè)備的控制、效率和功能的需求也在增長(zhǎng)。碳化硅 MOSFET (SiC MOSFET) 的突破重新定義了歷史上使用硅 IGBT (Si IGBT) 進(jìn)行功率逆變的電動(dòng)機(jī)的功能。這項(xiàng)創(chuàng)新擴(kuò)展了幾乎每個(gè)行業(yè)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的能力。Si IGBT 因其高電流處理能力、快速開(kāi)關(guān)速度和低成本而歷來(lái)用于直流至交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。最重要的是，Si IGBT 具有高額定電壓、低電壓降、低電導(dǎo)損耗和熱阻抗，使其成為制造系統(tǒng)等高功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的明顯選擇。然而，Si IGBT 的一個(gè)顯著缺點(diǎn)是它們非常容易受到熱失控的影響。當(dāng)器件溫度不受控制地升高時(shí)，就會(huì)發(fā)生熱失控，導(dǎo)致器件發(fā)生故障并最終失效。在高電流、電壓和工作條件常見(jiàn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中，例如電動(dòng)汽車(chē)或制造業(yè)，熱失控可能是一個(gè)重大的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

 

電力電子轉(zhuǎn)換器提高開(kāi)關(guān)頻率一直是研發(fā)索所追求的方向，因?yàn)橄嚓P(guān)組件（特別是磁性元件）可以更小，從而產(chǎn)生小型化優(yōu)勢(shì)并節(jié)省成本。然而，所有器件的開(kāi)關(guān)損耗都與頻率成正比。IGBT 由于“拖尾電流”以及較高的門(mén)極電容的充電/放電造成的功率損耗，IGBT 很少在 20KHz 以上運(yùn)行。SiC MOSFET在更快的開(kāi)關(guān)速度和更低的功率損耗方面提供了巨大的優(yōu)勢(shì)。IGBT 經(jīng)過(guò)多年的高度改進(jìn)，使得實(shí)現(xiàn)性能顯著改進(jìn)變得越來(lái)越具有挑戰(zhàn)性。例如，很難降低總體功率損耗，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的 IGBT 設(shè)計(jì)中，降低傳導(dǎo)損耗通常會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)損耗增加。

 

作為應(yīng)對(duì)這一設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的解決方案，SiC MOSFET 具有更強(qiáng)的抗熱失控能力。碳化硅 的導(dǎo)熱性更好，可以實(shí)現(xiàn)更好的設(shè)備級(jí)散熱和穩(wěn)定的工作溫度。SiC MOSFET 更適合較溫暖的環(huán)境條件空間，例如汽車(chē)和工業(yè)應(yīng)用。此外，鑒于其導(dǎo)熱性，SiC MOSFET 可以消除對(duì)額外冷卻系統(tǒng)的需求，從而有可能減小總體系統(tǒng)尺寸并降低系統(tǒng)成本。

 

由于 SiC MOSFET 的工作開(kāi)關(guān)頻率比 Si IGBT 高得多，因此它們非常適合需要精確電機(jī)控制的應(yīng)用。高開(kāi)關(guān)頻率在自動(dòng)化制造中至關(guān)重要，高精度伺服電機(jī)用于工具臂控制、精密焊接和精確物體放置。此外，與 Si IGBT 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)相比，SiC MOSFET 的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)是它們能夠嵌入電機(jī)組件中，電機(jī)控制器和逆變器嵌入與電機(jī)相同的外殼內(nèi)。使用SiC MOSFET 作為變頻器或者伺服驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)器件的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，由于 MOSFET 的線性損耗與負(fù)載電流的關(guān)系，它可以在所有功率級(jí)別保持效率曲線“平坦”。SiC MOSFET變頻伺服驅(qū)動(dòng)器的柵極電阻的選擇是為了首先避免使用外部輸出濾波器，以保護(hù)電機(jī)免受高 dv/dt 的影響（只有電機(jī)電纜長(zhǎng)度才會(huì)衰減 dv/dt）。 SiC MOSFET變頻伺服驅(qū)動(dòng)器相較于IGBT變頻伺服驅(qū)動(dòng)器在高開(kāi)關(guān)頻率下的巨大效率優(yōu)越性.

 

盡管 SiC MOSFET 本身成本較高，但某些應(yīng)用可能會(huì)看到整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)的價(jià)格下降（通過(guò)減少布線、無(wú)源元件、熱管理等），并且與 Si IGBT 系統(tǒng)相比總體上可能更便宜。這種成本節(jié)省可能需要在兩個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)和成本研究分析，但可能會(huì)提高效率并節(jié)省成本?；?SiC 的逆變器使電壓高達(dá) 800 V 的電氣系統(tǒng)能夠顯著延長(zhǎng)電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程并將充電時(shí)間縮短一半。

 

碳化硅 (SiC) MOSFET功率半導(dǎo)體技術(shù)代表了電力電子領(lǐng)域的根本性變革。SiC MOSFET 的價(jià)格比 Si MOSFET 或 Si IGBT 貴。然而，在評(píng)估碳化硅 (SiC) MOSFET提供的整體電力電子系統(tǒng)價(jià)值時(shí)，需要考慮整個(gè)電力電子系統(tǒng)和節(jié)能潛力。需要仔細(xì)考慮以下電力電子系統(tǒng)節(jié)?。?第一降低無(wú)源元件成本，無(wú)源功率元件的成本在總體BOM成本中占主導(dǎo)地位。提高開(kāi)關(guān)頻率提供了一種減小這些器件的尺寸和成本的方法。 第二降低散熱要求，使用碳化硅 (SiC) MOSFET可顯著降低散熱器溫度高達(dá) 50%，從而縮小散熱器尺寸和/或消除風(fēng)扇，從而降低設(shè)備生命周期內(nèi)的能源成本。 通常的誘惑是在計(jì)算價(jià)值主張時(shí)僅考慮系統(tǒng)的組件和制造成本。在考慮碳化硅 (SiC) MOSFET的在電力電子系統(tǒng)里的價(jià)值時(shí)，考慮節(jié)能非常重要。在電力電子設(shè)備的整個(gè)生命周期內(nèi)節(jié)省能源成本是碳化硅 (SiC) MOSFET價(jià)值主張的一個(gè)重要部分。