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高效SiC技能的介绍和剖析ag88环亚娱乐
来源:http://www.yangmeijx.com 责任编辑:ag88环亚娱乐 更新日期:2019-04-15 10:27
高效SiC技能的介绍和剖析 摘要:跟着电力电子改换体系关于功率和体积提出更高的要求,SiC(碳化硅)将会是越来越适宜的半导体器材。特别针对光伏逆变器和UPS使用,SiC器材是完成其高功率密度的一种十分有用的手法。本文首要介绍SiC技能长处、缺陷及现在使用

  高效SiC技能的介绍和剖析

  摘要:跟着电力电子改换体系关于功率和体积提出更高的要求,SiC(碳化硅)将会是越来越适宜的半导体器材。特别针对光伏逆变器和UPS使用,SiC器材是完成其高功率密度的一种十分有用的手法。本文首要介绍SiC技能长处、缺陷及现在使用层面的一些瓶颈。

  1.导言

  由于SiC相关于Si的一些独特性,关于SiC技能的研讨,能够追溯到上国际70年代。

  简略来说,SiC首要在以下3个方面具有明显的优势:

  击穿电压强度高(10倍于Si)

  更宽的能带隙(3倍于Si)

  热导率高(3倍于Si)

  这些特性使得SiC器材更适合使用在高功率密度、高开关频率的场合。当然,这些特性也使得大规模出产面对一些妨碍,ag88环亚娱乐,直到2000年头单晶SiC晶片呈现才开端逐渐量产。现在规范的是4英寸晶片,可是接下来6英寸晶片也要诞生,这会导致本钱有明显的下降。而相比之下,当今12英寸的Si晶片现已很遍及,假如猜测没有问题的话,接下来4到5年的时刻18英寸的Si晶片也会呈现。

  Vincotech公司十几年前就现已选用SiC二极管来开发功率模块。SiC二极管由于其杰出的反向恢复特性,能够有用的减小它本身的开关损耗和IGBT的开关损耗。SiC肖特基二极管尽管现已使用了很多年,可是还需要进一步改进价格来取得更宽广的商场。

  最近几年的首要研讨和使用是根据SiC的有源开关器材,比方SiC MOSFET和SiC JFET. 从现在电压等级4Kv以下的使用来看,SiC MOSET有打败SiC JFET的气势。SiC MOSFET有着杰出的开关损耗和超小的导通损耗。SiC MOSFET大批量商业化的最大妨碍现在仍是由于其居高不下的价格。但是咱们仍是要归纳评价整个体系本钱,由于SiC MOSFET仍是带来体系整个体积和其他本钱的下降。文本会介绍一些SiC和Si在功率、损耗方面的比照来证明SiC在高频使用上的优势。

  选用boost模型,比照剖析SiC和Si器材的损耗

  咱们来看一下boost电路。像光伏逆变器的前级升压就会用到这类电路。下图1是典型的boost电路拓扑。

boost电路拓扑

  图1: boost电路拓扑

  咱们以光伏使用中最典型的工况为例,输入350V,输出700V。输入电流和开关频率暂时不定。以下的仿真比照剖析会选用Vincotech FlowISE仿真东西,这样能够更快的对不同电流,不同频率的工况做出比照剖析。这些比照剖析会选用以下几款类型来代表不同的芯片组合:

  -IGBT + Si 二极管

  o flowBOOST 0 (类型:V23990-P629-F72-PM) 1200V/40A 超快IGBT+30A/1200V STEALTHTH 二极管

  -IGBT + SiC二极管

  oflowBOOST 0 ( 类型:V23990-P629-F62-PM) 1200V/40A 超IGBT+3*1200V/5A SiC二极管

  -SiC MOSFET+ SiC二极管

  o flowBOOST 0 SiC (类型:10-PZ12B2A045MR-M330L18Y) 45 mΩ/1200 V SiC MOSFET + 4x10 A/1200 V SiC 二极管

 
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