Ligne d'assistance
Actualités
Actualités
Pourquoi les appareils SIC ne peuvent-ils pas remplacer l'IGBT ?
2022-03-17
339
Pourquoi les dispositifs SiC ne peuvent-ils pas remplacer les IGBT ?
Le processus de production et la technologie des dispositifs en carbure de silicium (SiC) deviennent de plus en plus matures. À l'heure actuelle, le coût est le principal obstacle à la promotion sur le marché. Y compris les coûts de recherche et développement et de production, ainsi que le coût de pilotage des condensateurs et des résistances dans l'ensemble du circuit après que les dispositifs en carbure de silicium remplacent l'IGBT dans l'application. À moins que le fabricant ne le pousse, cela peut vraiment réduire les coûts et améliorer les performances. Après tout, il en coûtera cher pour adopter de nouvelles choses. En raison de l'influence du coût de fabrication et du rendement du produit, la principale raison qui empêche actuellement les produits SiC d'entrer sur le marché à grande échelle est le prix élevé, qui est généralement environ 10 fois supérieur à celui des produits SiC similaires. Bien qu'il soit inévitable que les dispositifs en carbure de silicium (SiC) remplacent les IGBT avec les progrès technologiques et la réduction des coûts à l'avenir, et que les performances puissent être très fortes, ce ne sont pas seulement les performances, mais aussi le coût et la fiabilité qui peuvent vraiment devenir la tendance générale.
?Les avantages d'application des dispositifs en carbure de silicium sont évidents.
Haute efficacité, haute fiabilité : les produits SiC BJT peuvent atteindre un rendement élevé, une densité de courant élevée et une fiabilité élevée, et peuvent fonctionner sans problème à haute température. De plus, le SiC BJT présente une excellente stabilité en température et ses caractéristiques de fonctionnement à haute température ne diffèrent pas de celles à température normale. En fait, le SiC BJT présente tous les avantages de l’IGBT et résout tous les goulots d’étranglement dans la conception de l’IGBT. Étant donné que l'IGBT est alimenté par la tension et que le SiC BJT est alimenté par le courant, les ingénieurs concepteurs peuvent ne pas être habitués au remplacement de l'IGBT par le SiC BJT au début, mais les fournisseurs de dispositifs tels que Fairchild Semiconductor fournissent généralement des conceptions de référence pour aider les ingénieurs à concevoir des circuits de pilotage. Avec l'introduction de puces de pilote spéciales à l'avenir, il sera plus facile d'utiliser SiC BJT.
Faibles pertes et réduction des coûts : Vce du SiC BJT est réduit de 47 %, Eon de 60 % et Eoff de 67 %. Le SiC BJT peut fournir la perte de conduction la plus faible du marché, et Ron est inférieur à 2.2 milliohms à température ambiante. SiC BJT peut fournir la perte totale minimale, y compris la perte du conducteur. Le carbure de silicium BJT est le commutateur de transfert de puissance de 1200 XNUMX volts le plus efficace de l'histoire. Le SiC BJT atteint une fréquence de commutation plus élevée et ses pertes de conduction et de commutation sont inférieures à celles de l'IGBT (30 à 50 %), de sorte que la puissance de sortie peut être augmentée jusqu'à 40 % dans le même système de taille. Le circuit boost de 2 kW de 400 V à 800 V ne peut atteindre la fréquence de commutation de 25 kHz que lorsqu'il est réalisé par un IGBT au silicium, et il nécessite cinq condensateurs à couche mince. Cependant, lors de l'utilisation du SiC BJT, la fréquence de commutation peut atteindre 72 KHz et seuls deux condensateurs à couche mince sont nécessaires, ce qui réduit d'un tiers la taille du dissipateur thermique et de l'inducteur, c'est-à-dire que des inducteurs plus petits peuvent être utilisés, économisant ainsi considérablement le coût total de nomenclature du système.
Améliorer la fréquence de commutation de l'alimentation pour atteindre une fréquence élevée : Le plus gros inconvénient de l'IGBT traditionnel est sa vitesse de commutation lente et sa faible fréquence de travail. Lorsqu'il est éteint, une queue de courant entraînera une perte de désactivation. La vitesse de commutation du SiC BJT est rapide et il n'y a pas d'IGBT qui s'éteint en raison de la queue de courant, donc la perte de commutation est très faible. Sous la même tension de tenue nominale, la résistance à l'état passant du SiC BJT est inférieure à la VCE(sat) de l'IGBT, ce qui peut réduire la perte à l'état passant du SiC BJT.
La meilleure application du SiC BJT est la conception d’une alimentation d’une puissance supérieure à 3000 XNUMX W. La plupart de ces alimentations utilisent l’IGBT comme équipement de commutation pour optimiser les coûts et l’efficacité. Si l'ingénieur concepteur remplace l'IGBT par le SiC BJT, il est facile d'augmenter considérablement la fréquence de commutation de l'alimentation, réduisant ainsi le volume du produit et améliorant l'efficacité de conversion. Avec l'augmentation de la fréquence, le nombre d'inductances et de condensateurs requis par les circuits périphériques peut également être réduit dans la conception, ce qui permet de réduire les coûts. D'autre part, la vitesse de commutation du SiC BJT est très rapide et il peut terminer l'action de commutation en moins de 20 nS, encore plus rapidement que le MOSFET, il peut donc également être utilisé pour remplacer le MOSFET. Comparé aux dispositifs IGBT bipolaires, le BJT en carbure de silicium a une résistance à l'état passant plus faible, ce qui peut réduire davantage la perte de conduction. La stabilité à haute température et le faible courant de fuite du BJT en carbure de silicium ont dépassé ceux de l'IGBT et du MOSFET. De plus, sa résistance interne change avec le coefficient de température positif, de sorte qu'il peut être facilement connecté en parallèle pour la conception d'une alimentation haute puissance.
Le processus de production et la technologie des dispositifs en carbure de silicium (SiC) deviennent de plus en plus matures. À l'heure actuelle, le coût est le principal obstacle à la promotion sur le marché. Y compris les coûts de recherche et développement et de production, ainsi que le coût de pilotage des condensateurs et des résistances dans l'ensemble du circuit après que les dispositifs en carbure de silicium remplacent l'IGBT dans l'application. À moins que le fabricant ne le pousse, cela peut vraiment réduire les coûts et améliorer les performances. Après tout, il en coûtera cher pour adopter de nouvelles choses. En raison de l'influence du coût de fabrication et du rendement du produit, la principale raison qui empêche actuellement les produits SiC d'entrer sur le marché à grande échelle est le prix élevé, qui est généralement environ 10 fois supérieur à celui des produits SiC similaires. Bien qu'il soit inévitable que les dispositifs en carbure de silicium (SiC) remplacent les IGBT avec les progrès technologiques et la réduction des coûts à l'avenir, et que les performances puissent être très fortes, ce ne sont pas seulement les performances, mais aussi le coût et la fiabilité qui peuvent vraiment devenir la tendance générale.
Haute efficacité, haute fiabilité : les produits SiC BJT peuvent atteindre un rendement élevé, une densité de courant élevée et une fiabilité élevée, et peuvent fonctionner sans problème à haute température. De plus, le SiC BJT présente une excellente stabilité en température et ses caractéristiques de fonctionnement à haute température ne diffèrent pas de celles à température normale. En fait, le SiC BJT présente tous les avantages de l’IGBT et résout tous les goulots d’étranglement dans la conception de l’IGBT. Étant donné que l'IGBT est alimenté par la tension et que le SiC BJT est alimenté par le courant, les ingénieurs concepteurs peuvent ne pas être habitués au remplacement de l'IGBT par le SiC BJT au début, mais les fournisseurs de dispositifs tels que Fairchild Semiconductor fournissent généralement des conceptions de référence pour aider les ingénieurs à concevoir des circuits de pilotage. Avec l'introduction de puces de pilote spéciales à l'avenir, il sera plus facile d'utiliser SiC BJT.
Faibles pertes et réduction des coûts : Vce du SiC BJT est réduit de 47 %, Eon de 60 % et Eoff de 67 %. Le SiC BJT peut fournir la perte de conduction la plus faible du marché, et Ron est inférieur à 2.2 milliohms à température ambiante. SiC BJT peut fournir la perte totale minimale, y compris la perte du conducteur. Le carbure de silicium BJT est le commutateur de transfert de puissance de 1200 XNUMX volts le plus efficace de l'histoire. Le SiC BJT atteint une fréquence de commutation plus élevée et ses pertes de conduction et de commutation sont inférieures à celles de l'IGBT (30 à 50 %), de sorte que la puissance de sortie peut être augmentée jusqu'à 40 % dans le même système de taille. Le circuit boost de 2 kW de 400 V à 800 V ne peut atteindre la fréquence de commutation de 25 kHz que lorsqu'il est réalisé par un IGBT au silicium, et il nécessite cinq condensateurs à couche mince. Cependant, lors de l'utilisation du SiC BJT, la fréquence de commutation peut atteindre 72 KHz et seuls deux condensateurs à couche mince sont nécessaires, ce qui réduit d'un tiers la taille du dissipateur thermique et de l'inducteur, c'est-à-dire que des inducteurs plus petits peuvent être utilisés, économisant ainsi considérablement le coût total de nomenclature du système.
Améliorer la fréquence de commutation de l'alimentation pour atteindre une fréquence élevée : Le plus gros inconvénient de l'IGBT traditionnel est sa vitesse de commutation lente et sa faible fréquence de travail. Lorsqu'il est éteint, une queue de courant entraînera une perte de désactivation. La vitesse de commutation du SiC BJT est rapide et il n'y a pas d'IGBT qui s'éteint en raison de la queue de courant, donc la perte de commutation est très faible. Sous la même tension de tenue nominale, la résistance à l'état passant du SiC BJT est inférieure à la VCE(sat) de l'IGBT, ce qui peut réduire la perte à l'état passant du SiC BJT.
La meilleure application du SiC BJT est la conception d’une alimentation d’une puissance supérieure à 3000 XNUMX W. La plupart de ces alimentations utilisent l’IGBT comme équipement de commutation pour optimiser les coûts et l’efficacité. Si l'ingénieur concepteur remplace l'IGBT par le SiC BJT, il est facile d'augmenter considérablement la fréquence de commutation de l'alimentation, réduisant ainsi le volume du produit et améliorant l'efficacité de conversion. Avec l'augmentation de la fréquence, le nombre d'inductances et de condensateurs requis par les circuits périphériques peut également être réduit dans la conception, ce qui permet de réduire les coûts. D'autre part, la vitesse de commutation du SiC BJT est très rapide et il peut terminer l'action de commutation en moins de 20 nS, encore plus rapidement que le MOSFET, il peut donc également être utilisé pour remplacer le MOSFET. Comparé aux dispositifs IGBT bipolaires, le BJT en carbure de silicium a une résistance à l'état passant plus faible, ce qui peut réduire davantage la perte de conduction. La stabilité à haute température et le faible courant de fuite du BJT en carbure de silicium ont dépassé ceux de l'IGBT et du MOSFET. De plus, sa résistance interne change avec le coefficient de température positif, de sorte qu'il peut être facilement connecté en parallèle pour la conception d'une alimentation haute puissance.
Tél. de l'entreprise : +86-0755-83044319
Fax/fax :+86-0755-83975897
Courriel : 1615456225@qq.com
QQ : 3518641314 Gestionnaire Li
QQ : 332496225 Gestionnaire Qiu
Adresse : salle 809, bloc C, bâtiment technologique Zhantao, avenue Minzhi n° 1079, nouveau district de Longhua, Shenzhen
Recommandations associées
粤公网安备44030002007346号