具备可行性和高效性的第三代产品

winniewei 提交于 周三, 09/16/2020
具备可行性和高效性的第三代产品

半导体开关技术的发展越来越快。最新一代SiC器件的能力和效率都远胜以往。第三代SiC器件赋予了很多应用值得称道的创新,这意味着它们将在未来几年内提供非凡的性能。

在五年内,SiC器件发展到了能以极低的RDS(ON)提供可观的能力和效率的地步。例如,第三代超快的常关型共源共栅SiC-FET可以与IGBTSi-MOSFET相媲美,但是具备更快的速度和更低的静态损耗与动态损耗。

UnitedSiC UF分立元件的通导电阻低于7 milliohm650VUF3SC065007K4SSiC共源共栅器件)或低于9 milliohm1200VUF3SC120009K4S)器件)。UnitedSiC还引入了新封装,如DFN8x8UF3SC065030D8SUF3SC065040D8S SiC FET),这响应了数据中心应用中对占用空间更小的器件的需求。

行业的最低RDS(on)

UnitedSiC 650V和1200V第三代器件拥有行业最低的通导电阻值

UnitedSiC 650V1200V第三代器件拥有行业最低的通导电阻值

从一开始,SiC的潜力就很明显,其宽带隙提高了临界击穿电压和温度额定值。特别是,“Rds.A”值比650V硅超结MOSFET值好5-10倍,比同电压级的IGBT4-6倍。由于器件电容低且导热性比硅强10倍,开关能耗也比较低。

SiC在所有重要方面都胜过Si

SiC在所有重要方面都胜过Si

这些性能提升为SiC器件开拓了新的应用领域,在空间有限且能耗敏感的区域内降低损耗的需求是这些应用领域采用SiC器件的动力。例如,在电动车中,该技术支持动力传动系统工程师突破里程焦虑障碍。

SiC-FET还是家用和商用固态断路器和电路保护,甚至是线性运动的理想选择。它应用的行业也非常广,包括航空航天、IT、工业、家用和可再生能源行业。任何需要降低成本、减小体积和环境负担的应用领域都能让它大展身手。

第三代器件能实现的创新程度是值得称道的,也许在汽车行业的研究和应用领域中最出类拔萃。在这一领域中,为了满足绿色交通需要,工程师们面临的缩短上市时间的挑战越来越严峻。

例如,在开发适用于电动车驱动单元逆变器的第二代交流功率模块时,交流推进系统需要可以在基于IGBT的现有设计中提高开关效率的功率半导体。工程团队选择UnitedSiC1200V9 milliohm SiC FETUF3SC120009K4S),它能提高效率,只是需要自含散热片。由于封装在通用TO-247封装中,它允许工程师们采用实惠的插入式替代方式提高性能。因为RDS(ON)低,所需的分立元件较少,从而降低系统成本和节省空间。驱动周期效率提高了3%-5%,这也能让企业提高汽车的单次充电行驶里程,同时缩小电池尺寸。

在实验性质较强的应用中,来自特温特大学和萨克逊高中的一队学生将UnitedSiC UF3C FAST系列SiC FET用于RED E”太阳能汽车。汽车的整个电力系统都是他们自己开发的,包括太阳能板、电池和动力传动系统。他们因SiC的出色性能而选择SiC,这使得团队显著降低了开关动态损耗,同时保留标准Si器件的可靠性和坚固性。这辆车参加了近期的澳大利亚普利司通世界太阳能车挑战赛,在赛组中一路领先,直至一阵强风将车吹离车道并结束比赛。

许多高功率应用都采用了SiC,证明了它的弹性、可靠性和经济性。虽然进步和创新不可避免(且至关重要),但是在未来几年中,第三代产品将仍然具备可行性和高效性。

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