電子發燒友網>電子資料下載>電子資料>使用 SiC 和 GaN 功率元件滿足 EV 設計要求

使用 SiC 和 GaN 功率元件滿足 EV 設計要求

2512842 2022-11-25 | pdf | 271.76KB | 次下載 | 免費

資料介紹

汽車制造商越來越多地開發電動汽車 (EV)，但它們的短續航里程仍然存在問題。雖然空氣動力學設計、更輕的材料和更高效的電源使用確實有所幫助，但這還不夠。汽車電力電子設計人員需要使用先進的寬帶隙半導體 (WBG) 材料來滿足效率和功率密度要求。汽車制造商越來越多地開發電動汽車 (EV)，但它們的短續航里程仍然存在問題。雖然空氣動力學設計、更輕的材料和更高效的電源使用確實有所幫助，但這還不夠。汽車電力電子設計人員需要使用先進的寬帶隙半導體 (WBG) 材料來滿足效率和功率密度要求。這些材料主要由氮化鎵 (GaN) 和碳化硅 (SiC) 組成，是對硅 (Si) 金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET) 和絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 等現有半導體技術的改進，通過提供更低的損耗、更高的開關頻率、更高的工作溫度、惡劣環境下的穩健性和高擊穿電壓。隨著行業轉向在高壓下工作、充電時間更短、整體損耗更低的更高容量電池，它們特別有用。這些材料主要由氮化鎵 (GaN) 和碳化硅 (SiC) 組成，是對硅 (Si) 金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET) 和絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 等現有半導體技術的改進，通過提供更低的損耗、更高的開關頻率、更高的工作溫度、惡劣環境下的穩健性和高擊穿電壓。隨著行業轉向在高壓下工作、充電時間更短、整體損耗更低的更高容量電池，它們特別有用。本文將簡要概述 WBG 技術及其在汽車 EV 電子產品中的作用。然后介紹來自本文將簡要概述 WBG 技術及其在汽車 EV 電子產品中的作用。然后介紹來自ROHM SemiconductorROHM Semiconductor、、STMicroelectronicsSTMicroelectronics、、TransphormTransphorm和和Infineon TechnologiesInfineon Technologies的合適的 GaN 和 SiC 解決方案，并提供有關其應用的指導。的合適的 GaN 和 SiC 解決方案，并提供有關其應用的指導。寬禁帶半導體的優勢寬禁帶半導體的優勢回顧一下，帶隙是將電子從材料的價帶激發到導帶所需的能量，而 WBG 材料的帶隙明顯大于硅（圖 1）。Si 的帶隙為 1.1 電子伏特 (eV)；SiC 的帶隙為 3.3 eV，GaN 的帶隙為 3.4 eV。回顧一下，帶隙是將電子從材料的價帶激發到導帶所需的能量，而 WBG 材料的帶隙明顯大于硅（圖 1）。