電子發燒友網>電子資料下載>電子資料>如何將第三代 SiC MOSFET 應用于電源設計以獲得更高的性能和效率

如何將第三代 SiC MOSFET 應用于電源設計以獲得更高的性能和效率

2512925 2022-11-24 | pdf | 402.05KB | 次下載 | 免費

資料介紹

工業電機驅動器、A??C/DC 和 DC/DC 逆變器/轉換器、電池充電器和儲能系統等電源應用一直在不斷追求更高效率、更小尺寸和更高性能。這些苛刻的性能要求已經超越了硅 (Si) MOSFET 的能力，并催生了基于碳化硅 (SiC) 的新型晶體管架構。工業電機驅動器、A??C/DC 和 DC/DC 逆變器/轉換器、電池充電器和儲能系統等電源應用一直在不斷追求更高效率、更小尺寸和更高性能。這些苛刻的性能要求已經超越了硅 (Si) MOSFET 的能力，并催生了基于碳化硅 (SiC) 的新型晶體管架構。雖然這些較新的設備在關鍵性能指標方面提供了顯著優勢，但由于各種限制和應用不確定性，設計人員明智地對第一代 SiC 設備保持警惕。第二代設備帶來了改進的規格以及對設備微妙之處的更好理解。隨著 SiC MOSFET 性能的提高和上市時間壓力的加劇，設計人員使用這些更新的器件來實現產品目標。最近，第三代設備展示了基于 SiC 的功率器件的成熟度。這些設備為用戶提供了跨關鍵參數的改進，同時還建立在前幾代的設計經驗和相關專業知識的基礎上。雖然這些較新的設備在關鍵性能指標方面提供了顯著優勢，但由于各種限制和應用不確定性，設計人員明智地對第一代 SiC 設備保持警惕。第二代設備帶來了改進的規格以及對設備微妙之處的更好理解。隨著 SiC MOSFET 性能的提高和上市時間壓力的加劇，設計人員使用這些更新的器件來實現產品目標。最近，第三代設備展示了基于 SiC 的功率器件的成熟度。這些設備為用戶提供了跨關鍵參數的改進，同時還建立在前幾代的設計經驗和相關專業知識的基礎上。在討論第三代 SiC MOSFET 的開發和遷移之前，本文將 Si 與 SiC 進行了比較。然后介紹了在討論第三代 SiC MOSFET 的開發和遷移之前，本文將 Si 與 SiC 進行了比較。然后介紹了東芝半導體和存儲公司東芝半導體和存儲公司?（東芝）的真實示例，以展示這些設備如何幫助設計人員在電源系統設計方面取得重大進步。?（東芝）的真實示例，以展示這些設備如何幫助設計人員在電源系統設計方面取得重大進步。硅與 SiC硅與 SiC在過去的幾十年里，硅基 MOSFET 改變了從基本電源和逆變器到電機驅動的電源系統設計。與絕緣柵雙極晶體管 (IGBT)（一種功能相似但結構和屬性截然不同的半導體）一起，經過開關優化的 Si MOSFET 實現了從基于線性拓撲的傳統低效功率轉換和管理向效率更高的轉變使用開關控制的緊湊方法。在過去的幾十年里，硅基 MOSFET 改變了從基本電源和逆變器到電機驅動的電源系統設計。與絕緣柵雙極晶體管 (IGBT)（一種功能相似但結構和屬性截然不同的半導體）一起，經過開關優化的 Si MOSFET 實現了從基于線性拓撲的傳統低效功率轉換和管理向效率更高的轉變使用開關控制的緊湊方法。這些設計中的大多數都使用一種脈沖寬度調制 (PWM) 的形式，以在閉環反饋布置中提供和維持所需的電壓、電流或功率值。隨著硅 MOSFET 使用的增長，對它們的要求也隨之增加。此外，新的效率目標（許多基于監管要求）、電動汽車市場和更智能的電機控制、可再生能源的功率轉換和相關的儲能系統，都推動這些 MOSFET 做得更多更好。這些設計中的大多數都使用一種脈沖寬度調制 (PWM) 的形式，以在閉環反饋布置中提供和維持所需的電壓、電流或功率值。隨著硅 MOSFET 使用的增長，對它們的要求也隨之增加。此外，新的效率目標（許多基于監管要求）、電動汽車市場和更智能的電機控制、可再生能源的功率轉換和相關的儲能系統，都推動這些 MOSFET 做得更多更好。因此，大量的研發工作提高了硅基 MOSFET 的性能，但研究人員意識到這種努力正在達到收益遞減點。幸運的是，他們在理論上有一個替代方案，該替代方案基于使用 SiC 作為基板而不是單獨使用硅的功率開關設備。因此，大量的研發工作提高了硅基 MOSFET 的性能，但研究人員意識到這種努力正在達到收益遞減點。幸運的是，他們在理論上有一個替代方案，該替代方案基于使用 SiC 作為基板而不是單獨使用硅的功率開關設備。為什么要使用碳化硅？為什么要使用碳化硅？