SIC 장치가 IGBT를 대체할 수 없는 이유는 무엇입니까?

홈 뉴스 업계 뉴스 SIC 장치가 IGBT를 대체할 수 없는 이유는 무엇입니까?

2022-03-17 339

SiC 장치가 IGBT를 대체할 수 없는 이유는 무엇입니까?

탄화규소(SiC) 소자의 생산 공정과 기술은 점점 더 성숙해지고 있습니다. 현재 시장진흥의 가장 큰 장애물은 비용이다. 연구 개발 및 생산 비용과 실리콘 카바이드 소자가 IGBT를 대체하여 응용 분야에서 전체 회로에서 커패시터와 저항기를 구동하는 비용을 포함합니다. 제조업체가 강요하지 않는 한 실제로 비용을 절감하고 성능을 향상시킬 수 있습니다. 결국 새로운 것을 채택하는 데는 많은 비용이 듭니다. 제조 비용과 제품 수율의 영향으로 인해 현재 SiC 제품의 대규모 시장 진입을 방해하는 주요 이유는 일반적으로 유사한 Si 제품의 약 10배에 달하는 높은 가격입니다. 앞으로 기술의 진보와 비용 절감으로 실리콘 카바이드(SiC) 소자가 IGBT를 대체하게 될 것은 불가피하며, 성능도 매우 우수할 수 있지만, 실제로는 성능뿐만 아니라 비용과 신뢰성도 중요한 추세가 될 수 있습니다.

?탄화규소 장치의 응용 장점은 분명합니다.

고효율, 고신뢰성: SiC BJT 제품은 고효율, 고전류 밀도, 고신뢰성을 달성할 수 있으며 고온에서도 원활하게 작동할 수 있습니다. 또한 SiC BJT는 온도 안정성이 뛰어나 고온에서의 작동 특성이 상온에서의 작동 특성과 다르지 않습니다. 실제로 SiC BJT는 IGBT의 모든 장점을 가지고 있으며 IGBT 설계의 모든 병목 현상을 해결합니다. IGBT는 전압으로 구동되고 SiC BJT는 전류로 구동되므로 설계 엔지니어는 처음에는 IGBT를 SiC BJT로 교체하는 데 익숙하지 않을 수 있습니다. 하지만 Fairchild Semiconductor와 같은 장치 공급업체는 일반적으로 엔지니어가 구동 회로를 설계하는 데 도움이 되는 참조 설계를 제공합니다. 향후 특수 드라이버 칩이 도입되면 SiC BJT를 사용하는 것이 더 쉬워질 것입니다.

저손실 및 비용 절감: SiC BJT의 Vce가 47%, Eon이 60%, Eoff가 67% 감소합니다. SiC BJT는 시장에서 가장 낮은 전도 손실을 제공할 수 있으며 Ron은 실온에서 2.2밀리옴 미만입니다. SiC BJT는 드라이버 손실을 포함한 최소한의 전체 손실을 제공할 수 있습니다. 실리콘 카바이드 BJT는 역사상 가장 효율적인 1200V 전력 전송 스위치입니다. SiC BJT는 더 높은 스위칭 주파수를 달성하고, 전도 및 스위칭 손실이 IGBT보다 낮습니다(30~50%). 따라서 동일한 크기의 시스템에서 출력 전력을 최대 40%까지 높일 수 있습니다. 2V에서 400V로 구동되는 800KW 부스트 회로는 실리콘 IGBT로 구현할 경우 스위칭 주파수가 25KHz에 불과하며, 박막 커패시터 XNUMX개가 필요합니다. 그러나 SiC BJT를 사용하면 스위칭 주파수가 72KHz에 도달할 수 있으며, XNUMX개의 박막 커패시터만 필요하므로 방열판과 인덕터의 크기를 XNUMX/XNUMX로 줄일 수 있습니다. 즉, 더 작은 인덕터를 사용할 수 있으므로 비용을 크게 절약할 수 있습니다. 시스템의 총 BOM 비용입니다.

전원 공급 장치의 스위칭 주파수를 개선하여 고주파를 달성합니다. 기존 IGBT의 가장 큰 단점은 스위칭 속도가 느리고 작동 주파수가 낮다는 것입니다. 꺼지면 전류 테일로 인해 꺼짐 손실이 발생합니다. SiC BJT의 스위칭 속도는 빠르며 전류 테일로 인해 IGBT가 꺼지는 현상이 없어 스위칭 손실이 매우 낮습니다. 동일한 정격 내전압에서 SiC BJT의 온저항은 IGBT의 VCE(sat)보다 낮아 SiC BJT의 온손실을 줄일 수 있습니다.

SiC BJT의 가장 좋은 응용 분야는 3000W 이상의 전력을 공급하는 전원 공급 장치 설계입니다. 이러한 전원 공급 장치 중 다수는 비용과 효율성을 최적화하기 위해 IGBT를 스위칭 장비로 사용합니다. 설계 엔지니어가 IGBT를 SiC BJT로 교체하면 전원 공급 장치의 스위칭 주파수를 크게 높일 수 있어 제품 크기를 줄이고 변환 효율을 향상시킬 수 있습니다. 주파수가 높아짐에 따라 주변회로에 필요한 인덕터와 커패시터의 개수도 설계상 줄어들 수 있어 비용 절감에 도움이 된다. 반면, SiC BJT의 스위칭 속도는 매우 빠르며, 20nS 이내로 스위칭 동작을 완료할 수 있어 MOSFET보다도 빠르기 때문에 MOSFET을 대체하는 데에도 사용할 수 있습니다. 양극성 IGBT 소자와 비교했을 때, 실리콘 카바이드 BJT는 저항이 낮아 전도 손실을 더욱 줄일 수 있습니다. 실리콘 카바이드 BJT는 고온 안정성과 낮은 누설 전류 특성이 IGBT 및 MOSFET을 능가했습니다. 또한 정온도계수에 따라 내부저항이 변화하므로 고전력 전원공급장치 설계 시 쉽게 병렬로 연결할 수 있습니다.

회사전화: 86-0755
팩스/팩스:+86-0755-83975897
이메일: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 리 관리자
QQ: 332496225 Qiu 관리자
주소: 심천시 룽화 신구 민즈 애비뉴 809호 Zhantao Technology Building C 블록 1079호

일반적으로 사용되는 IGBT 버퍼 회로는 무엇입니까?

스레딩을 하는 세 가지 주요 이유