Dlaczego urządzenia SIC nie mogą zastąpić IGBT?

Home Wiadomości Branżowe Dlaczego urządzenia SIC nie mogą zastąpić IGBT?

2022-03-17 339

Dlaczego urządzenia SiC nie mogą zastąpić IGBT?

Proces produkcji i technologia urządzeń z węglika krzemu (SiC) stają się coraz bardziej dojrzałe. Obecnie największą przeszkodą w promocji na rynku są koszty. W tym koszty prac badawczo-rozwojowych, produkcji oraz koszty zasilania kondensatorów i rezystorów w całym obwodzie po zastąpieniu tranzystorów IGBT elementami z węglika krzemu. Chyba, że producent będzie to forsował, a naprawdę może to obniżyć koszty i poprawić wydajność. W końcu przyjęcie nowych rzeczy będzie dużo kosztować. Ze względu na wpływ kosztów produkcji i wydajności produktu, głównym powodem utrudniającym obecnie wprowadzenie produktów SiC na rynek na dużą skalę jest wysoka cena, która jest zazwyczaj około 10 razy wyższa niż w przypadku podobnych produktów SiC. Chociaż jest nieuniknione, że w przyszłości, wraz z postępem technologicznym i redukcją kosztów, urządzenia z węglika krzemu (SiC) zastąpią tranzystory IGBT, a ich wydajność może być bardzo dobra, to nie tylko wydajność, ale także koszt i niezawodność mogą stać się ogólnym trendem.

?Zalety zastosowań urządzeń z węglika krzemu są oczywiste.

Wysoka wydajność, wysoka niezawodność: produkty SiC BJT mogą osiągnąć wysoką wydajność, wysoką gęstość prądu i wysoką niezawodność oraz mogą pracować płynnie w wysokiej temperaturze. Ponadto SiC BJT ma doskonałą stabilność temperaturową, a jego właściwości robocze w wysokiej temperaturze nie różnią się od tych w normalnej temperaturze. W rzeczywistości SiC BJT ma wszystkie zalety IGBT i rozwiązuje wszystkie wąskie gardła w projektowaniu IGBT. Ponieważ IGBT jest sterowany napięciem, a SiC BJT prądem, inżynierowie projektanci mogą nie być początkowo przyzwyczajeni do zastępowania IGBT tranzystorem SiC BJT, ale dostawcy urządzeń, tacy jak Fairchild Semiconductor, zazwyczaj dostarczają projekty referencyjne, aby pomóc inżynierom w projektowaniu obwodów sterujących. Wraz z wprowadzeniem w przyszłości specjalnych chipów sterowników, korzystanie z SiC BJT będzie łatwiejsze.

Niskie straty i redukcja kosztów: Vce SiC BJT jest zmniejszona o 47%, Eon o 60% i Eoff o 67%. SiC BJT może zapewnić najniższą stratę przewodzenia na rynku, a Ron wynosi mniej niż 2.2 miliomów w temperaturze pokojowej. SiC BJT może zapewnić minimalną całkowitą stratę, w tym utratę kierowcy. BJT z węglika krzemu to najbardziej wydajny przełącznik zasilania 1200 V w historii. Tranzystor BJT SiC osiąga wyższą częstotliwość przełączania, a jego straty przewodzenia i przełączania są niższe niż w przypadku tranzystorów IGBT (30–50%), dzięki czemu moc wyjściowa może wzrosnąć nawet o 40% przy zachowaniu tej samej wielkości systemu. Układ podwyższający napięcie o mocy 2 kW z 400 V do 800 V może osiągnąć częstotliwość przełączania wynoszącą jedynie 25 kHz, jeśli jest realizowany przez krzemowy IGBT, i wymaga pięciu cienkowarstwowych kondensatorów. Jednakże w przypadku stosowania SiC BJT częstotliwość przełączania może osiągnąć 72 kHz i potrzebne są tylko dwa kondensatory cienkowarstwowe, co zmniejsza rozmiar radiatora i cewki indukcyjnej o jedną trzecią, to znaczy można zastosować mniejsze cewki indukcyjne, co znacznie oszczędza czas całkowity koszt BOM systemu.

Zwiększ częstotliwość przełączania zasilania, aby uzyskać wyższą częstotliwość: Największą wadą tradycyjnych tranzystorów IGBT jest niska prędkość przełączania i niska częstotliwość robocza. Gdy jest wyłączony, ogon prądu doprowadzi do utraty wyłączenia. Prędkość przełączania tranzystora BJT SiC jest duża, a w ogonie prądowym nie ma wyłączającego się IGBT, więc straty przełączania są bardzo niskie. Przy takim samym znamionowym napięciu wytrzymywanym rezystancja przewodzenia tranzystora SiC BJT jest niższa niż VCE(sat) tranzystora IGBT, co może zmniejszyć straty przewodzenia tranzystora SiC BJT.

Najlepszym zastosowaniem SiC BJT jest konstrukcja zasilacza o mocy ponad 3000W. Wiele z tych zasilaczy wykorzystuje tranzystory IGBT jako elementy przełączające w celu optymalizacji kosztów i sprawności. Jeśli projektant wymieni IGBT na SiC BJT, będzie mógł znacznie zwiększyć częstotliwość przełączania zasilacza, co zmniejszy objętość produktu i zwiększy wydajność konwersji. Wraz ze wzrostem częstotliwości można również zmniejszyć liczbę cewek i kondensatorów wymaganych w obwodach peryferyjnych, co pomaga obniżyć koszty. Z drugiej strony, szybkość przełączania tranzystora SiC BJT jest bardzo duża, a czas przełączania wynosi mniej niż 20 nS, czyli jest szybszy nawet niż w przypadku tranzystora MOSFET. Dzięki temu może on być również stosowany jako zamiennik tranzystora MOSFET. W porównaniu z bipolarnymi urządzeniami IGBT, tranzystory BJT z węglika krzemu mają niższą rezystancję wejściową, co pozwala na dalsze zmniejszenie strat przewodzenia. Wysoka stabilność temperaturowa i niski prąd upływu tranzystora BJT z węglika krzemu przewyższają tranzystory IGBT i MOSFET. Ponadto jego rezystancja wewnętrzna zmienia się wraz z dodatnim współczynnikiem temperaturowym, dzięki czemu można go łatwo połączyć równolegle w celu zaprojektowania zasilacza dużej mocy.

Tel firmy: +86-0755-83044319
Faks/faks:+86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Menedżer Li
QQ: 332496225 Menedżer Qiu
Adres: pokój 809, blok C, budynek Zhantao Technology, nr 1079 Minzhi Avenue, Longhua New District, Shenzhen

Jakie są powszechnie stosowane obwody buforowe IGBT?

Trzy główne powody gwintowania gwintów