Service Hotline
חדשות
חדשות
מדוע התקני SIC אינם יכולים להחליף IGBT?
2022-03-17
339
מדוע התקני SiC לא יכולים להחליף IGBT?
תהליך הייצור והטכנולוגיה של מכשירי סיליקון קרביד (SiC) הופכים בשלים יותר ויותר. כיום, המכשול הגדול ביותר לקידום שוק הוא העלות. כולל עלויות מחקר ופיתוח וייצור, ועלות הנעת קבלים ונגדים בכל המעגל לאחר שהתקני סיליקון קרביד יחליפו את IGBT ביישום. אלא אם היצרן דוחף את זה, וזה באמת יכול להוזיל את העלות ולשפר את הביצועים. הרי זה יעלה הרבה לאמץ דברים חדשים. בשל השפעת עלות הייצור ותפוקת המוצר, הסיבה העיקרית שמפריעה למוצרי SiC להיכנס לשוק בהיקפים גדולים כיום היא המחיר הגבוה, שהוא בדרך כלל פי 10 מזה של מוצרי Si דומים. למרות שזה בלתי נמנע שהתקני סיליקון קרביד (SiC) יחליפו את IGBT עם התקדמות טכנולוגית והפחתת עלויות בעתיד, והביצועים עשויים להיות חזקים מאוד, לא רק הביצועים, אלא גם העלות והאמינות הם אלה שיכולים להפוך למגמה הכללית.
?יתרונות היישום של התקני סיליקון קרביד ברורים.
יעילות גבוהה, אמינות גבוהה: מוצרי SiC BJT יכולים להשיג יעילות גבוהה, צפיפות זרם גבוהה ואמינות גבוהה, ויכולים לעבוד בצורה חלקה בטמפרטורה גבוהה. בנוסף, ל-SiC BJT יציבות טמפרטורה מצוינת, ומאפייני העבודה שלו בטמפרטורה גבוהה אינם שונים מאלה בטמפרטורה רגילה. למעשה, ל-SiC BJT יש את כל היתרונות של IGBT והוא פותר את כל צווארי הבקבוק בתכנון IGBT. מכיוון ש-IGBT מונע על ידי מתח ו-SiC BJT מונע על ידי זרם, מהנדסי תכנון עשויים שלא להיות רגילים להחליף את IGBT ב-SiC BJT בהתחלה, אך ספקי מכשירים כמו Fairchild Semiconductor מספקים בדרך כלל תכנוני ייחוס כדי לעזור למהנדסים לתכנן מעגלי הנעה. עם הצגת שבבי דרייבר מיוחדים בעתיד, יהיה קל יותר להשתמש ב- SiC BJT.
הפסד נמוך והפחתת עלויות: Vce of SiC BJT מופחת ב-47%, Eon ב-60% ו-Eoff ב-67%. SiC BJT יכול לספק את אובדן ההולכה הנמוך ביותר בשוק, ורון הוא פחות מ-2.2 מיליאוהם בטמפרטורת החדר. SiC BJT יכול לספק את ההפסד הכולל המינימלי, כולל אובדן נהג. סיליקון קרביד BJT הוא מתג העברת הכוח היעיל ביותר של 1200 וולט בהיסטוריה. רכיב BJT מ-SiC משיג תדר מיתוג גבוה יותר, והפסדי ההולכה והמיתוג שלו נמוכים מאלה של IGBT (30-50%), כך שניתן להגדיל את הספק המוצא עד 40% במערכת באותו גודל. מעגל ההגברה של 2 קילוואט מ-400 וולט ל-800 וולט יכול להגיע לתדר מיתוג של 25 קילו-הרץ רק כאשר הוא מתממש על ידי IGBT סיליקון, והוא זקוק לחמישה קבלי סרט דק. עם זאת, בעת שימוש ב-SiC BJT, תדר המיתוג יכול להגיע ל-72KHz, ויש צורך רק בשני קבלי סרט דק, מה שמקטין את גודל גוף הקירור והמשרן בשליש, כלומר, ניתן להשתמש במשרנים קטנים יותר, ובכך לחסוך מאוד את עלות BOM כוללת של המערכת.
שיפור תדירות המיתוג של ספק הכוח כדי להשיג תדירות גבוהה: החיסרון הגדול ביותר של IGBT מסורתי הוא מהירות המיתוג האיטית ותדירות העבודה הנמוכה שלו. כאשר הוא כבוי, זנב זרם יוביל לאובדן כיבוי. מהירות המיתוג של SiC BJT היא מהירה, ואין IGBT שכובה כזנב הזרם, כך שהפסדי המיתוג נמוכים מאוד. תחת אותו מתח עמידה מדורג, התנגדות ההפעלה של רכיב SiC BJT נמוכה יותר מהתנגדות ה-VCE (sat) של IGBT, מה שיכול להפחית את אובדן ההפעלה של רכיב SiC BJT.
היישום הטוב ביותר של SiC BJT הוא העיצוב של ספק כוח עם יותר מ-3000W כוח. רבים מספקי הכוח הללו משתמשים ב-IGBT כציוד מיתוג כדי לייעל את העלות והיעילות. אם מהנדס התכנון יחליף את IGBT ב-SiC BJT, קל להגדיל משמעותית את תדירות המיתוג של ספק הכוח, ובכך להפחית את נפח המוצר ולשפר את יעילות ההמרה. עם הגדלת התדר, ניתן להפחית בתכנון גם את מספר המשרנים והקבלים הנדרשים על ידי מעגלים היקפיים, מה שעוזר לחסוך בעלויות. מצד שני, מהירות המיתוג של SiC BJT מהירה מאוד, והוא יכול להשלים את פעולת המיתוג בפחות מ-20nS, אפילו מהר יותר מ-MOSFET, כך שניתן להשתמש בו גם כתחליף ל-MOSFET. בהשוואה להתקני IGBT דו-קוטביים, ל-BJT מסיליקון קרביד יש התנגדות נמוכה יותר, מה שיכול להפחית עוד יותר את אובדן ההולכה. יציבות הטמפרטורה הגבוהה וזרם הדליפה הנמוך של סיליקון קרביד BJT עלו על אלו של IGBT ו-MOSFET. בנוסף, ההתנגדות הפנימית שלו משתנה עם מקדם הטמפרטורה החיובי, כך שניתן לחבר אותו בקלות במקביל לתכנון של ספק כוח גבוה.
תהליך הייצור והטכנולוגיה של מכשירי סיליקון קרביד (SiC) הופכים בשלים יותר ויותר. כיום, המכשול הגדול ביותר לקידום שוק הוא העלות. כולל עלויות מחקר ופיתוח וייצור, ועלות הנעת קבלים ונגדים בכל המעגל לאחר שהתקני סיליקון קרביד יחליפו את IGBT ביישום. אלא אם היצרן דוחף את זה, וזה באמת יכול להוזיל את העלות ולשפר את הביצועים. הרי זה יעלה הרבה לאמץ דברים חדשים. בשל השפעת עלות הייצור ותפוקת המוצר, הסיבה העיקרית שמפריעה למוצרי SiC להיכנס לשוק בהיקפים גדולים כיום היא המחיר הגבוה, שהוא בדרך כלל פי 10 מזה של מוצרי Si דומים. למרות שזה בלתי נמנע שהתקני סיליקון קרביד (SiC) יחליפו את IGBT עם התקדמות טכנולוגית והפחתת עלויות בעתיד, והביצועים עשויים להיות חזקים מאוד, לא רק הביצועים, אלא גם העלות והאמינות הם אלה שיכולים להפוך למגמה הכללית.
יעילות גבוהה, אמינות גבוהה: מוצרי SiC BJT יכולים להשיג יעילות גבוהה, צפיפות זרם גבוהה ואמינות גבוהה, ויכולים לעבוד בצורה חלקה בטמפרטורה גבוהה. בנוסף, ל-SiC BJT יציבות טמפרטורה מצוינת, ומאפייני העבודה שלו בטמפרטורה גבוהה אינם שונים מאלה בטמפרטורה רגילה. למעשה, ל-SiC BJT יש את כל היתרונות של IGBT והוא פותר את כל צווארי הבקבוק בתכנון IGBT. מכיוון ש-IGBT מונע על ידי מתח ו-SiC BJT מונע על ידי זרם, מהנדסי תכנון עשויים שלא להיות רגילים להחליף את IGBT ב-SiC BJT בהתחלה, אך ספקי מכשירים כמו Fairchild Semiconductor מספקים בדרך כלל תכנוני ייחוס כדי לעזור למהנדסים לתכנן מעגלי הנעה. עם הצגת שבבי דרייבר מיוחדים בעתיד, יהיה קל יותר להשתמש ב- SiC BJT.
הפסד נמוך והפחתת עלויות: Vce of SiC BJT מופחת ב-47%, Eon ב-60% ו-Eoff ב-67%. SiC BJT יכול לספק את אובדן ההולכה הנמוך ביותר בשוק, ורון הוא פחות מ-2.2 מיליאוהם בטמפרטורת החדר. SiC BJT יכול לספק את ההפסד הכולל המינימלי, כולל אובדן נהג. סיליקון קרביד BJT הוא מתג העברת הכוח היעיל ביותר של 1200 וולט בהיסטוריה. רכיב BJT מ-SiC משיג תדר מיתוג גבוה יותר, והפסדי ההולכה והמיתוג שלו נמוכים מאלה של IGBT (30-50%), כך שניתן להגדיל את הספק המוצא עד 40% במערכת באותו גודל. מעגל ההגברה של 2 קילוואט מ-400 וולט ל-800 וולט יכול להגיע לתדר מיתוג של 25 קילו-הרץ רק כאשר הוא מתממש על ידי IGBT סיליקון, והוא זקוק לחמישה קבלי סרט דק. עם זאת, בעת שימוש ב-SiC BJT, תדר המיתוג יכול להגיע ל-72KHz, ויש צורך רק בשני קבלי סרט דק, מה שמקטין את גודל גוף הקירור והמשרן בשליש, כלומר, ניתן להשתמש במשרנים קטנים יותר, ובכך לחסוך מאוד את עלות BOM כוללת של המערכת.
שיפור תדירות המיתוג של ספק הכוח כדי להשיג תדירות גבוהה: החיסרון הגדול ביותר של IGBT מסורתי הוא מהירות המיתוג האיטית ותדירות העבודה הנמוכה שלו. כאשר הוא כבוי, זנב זרם יוביל לאובדן כיבוי. מהירות המיתוג של SiC BJT היא מהירה, ואין IGBT שכובה כזנב הזרם, כך שהפסדי המיתוג נמוכים מאוד. תחת אותו מתח עמידה מדורג, התנגדות ההפעלה של רכיב SiC BJT נמוכה יותר מהתנגדות ה-VCE (sat) של IGBT, מה שיכול להפחית את אובדן ההפעלה של רכיב SiC BJT.
היישום הטוב ביותר של SiC BJT הוא העיצוב של ספק כוח עם יותר מ-3000W כוח. רבים מספקי הכוח הללו משתמשים ב-IGBT כציוד מיתוג כדי לייעל את העלות והיעילות. אם מהנדס התכנון יחליף את IGBT ב-SiC BJT, קל להגדיל משמעותית את תדירות המיתוג של ספק הכוח, ובכך להפחית את נפח המוצר ולשפר את יעילות ההמרה. עם הגדלת התדר, ניתן להפחית בתכנון גם את מספר המשרנים והקבלים הנדרשים על ידי מעגלים היקפיים, מה שעוזר לחסוך בעלויות. מצד שני, מהירות המיתוג של SiC BJT מהירה מאוד, והוא יכול להשלים את פעולת המיתוג בפחות מ-20nS, אפילו מהר יותר מ-MOSFET, כך שניתן להשתמש בו גם כתחליף ל-MOSFET. בהשוואה להתקני IGBT דו-קוטביים, ל-BJT מסיליקון קרביד יש התנגדות נמוכה יותר, מה שיכול להפחית עוד יותר את אובדן ההולכה. יציבות הטמפרטורה הגבוהה וזרם הדליפה הנמוך של סיליקון קרביד BJT עלו על אלו של IGBT ו-MOSFET. בנוסף, ההתנגדות הפנימית שלו משתנה עם מקדם הטמפרטורה החיובי, כך שניתן לחבר אותו בקלות במקביל לתכנון של ספק כוח גבוה.
טל' חברה: +86-0755-83044319
פקס/פקס:+86-0755-83975897
דוא"ל: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 מנהל לי
QQ: 332496225 מנהל Qiu
כתובת: חדר 809, בלוק C, בניין Zhantao Technology, מס' 1079 Minzhi Avenue, Longhua New District, שנזן
Related Recommendations
粤公网安备44030002007346号