Горячая линия обслуживания
Новости
Новости
Почему устройства SIC не могут заменить IGBT?
2022-03-17
339
Почему устройства SiC не могут заменить IGBT?
Процесс производства и технология устройств из карбида кремния (SiC) становятся все более зрелыми. В настоящее время самым большим препятствием для продвижения на рынок является стоимость. Включая затраты на исследования, разработку и производство, а также стоимость управляющих конденсаторов и резисторов во всей схеме после того, как устройства на основе карбида кремния заменят IGBT в применении. Если только производитель не подтолкнет к этому, а это действительно может снизить стоимость и повысить производительность. В конце концов, принятие новых вещей будет стоить дорого. Из-за влияния производственных затрат и выхода продукции основной причиной, препятствующей выходу продуктов SiC на рынок в больших масштабах в настоящее время, является высокая цена, которая обычно примерно в 10 раз превышает цену аналогичных продуктов Si. Хотя неизбежно, что в будущем по мере технологического прогресса и снижения стоимости устройства на основе карбида кремния (SiC) заменят IGBT, а их производительность может оказаться очень высокой, общей тенденцией может стать не только производительность, но и стоимость, и надежность.
?Преимущества применения устройств из карбида кремния очевидны.
Высокая эффективность, высокая надежность: продукты SiC BJT могут достигать высокой эффективности, высокой плотности тока и высокой надежности, а также могут бесперебойно работать при высоких температурах. Кроме того, SiC BJT обладает превосходной температурной стабильностью, а его рабочие характеристики при высокой температуре не отличаются от характеристик при нормальной температуре. Фактически, SiC BJT обладает всеми преимуществами IGBT и устраняет все узкие места в конструкции IGBT. Поскольку IGBT управляется напряжением, а SiC BJT — током, инженеры-конструкторы поначалу могут не привыкнуть к замене IGBT на SiC BJT, но поставщики устройств, такие как Fairchild Semiconductor, обычно предоставляют типовые конструкции, помогающие инженерам проектировать схемы управления. С появлением в будущем специальных чипов-драйверов будет проще использовать SiC BJT.
Низкие потери и снижение затрат: Vce SiC BJT снижается на 47%, Eon на 60% и Eoff на 67%. SiC BJT может обеспечить самые низкие потери проводимости на рынке, а сопротивление Ron составляет менее 2.2 миллиом при комнатной температуре. SiC BJT может обеспечить минимальные общие потери, включая потери драйвера. Карбид кремниевый BJT — самый эффективный в истории переключатель мощности на 1200 В. SiC BJT обеспечивает более высокую частоту переключения, а его потери проводимости и переключения ниже, чем у IGBT (30–50 %), поэтому выходную мощность можно увеличить до 40 % в системе того же размера. Схема повышения напряжения мощностью 2 кВт с 400 В до 800 В может достичь частоты переключения только 25 кГц при реализации на кремниевых IGBT, и для нее требуются пять тонкопленочных конденсаторов. Однако при использовании SiC BJT частота переключения может достигать 72 кГц, и необходимы только два тонкопленочных конденсатора, что уменьшает размер радиатора и индуктора на одну треть, то есть можно использовать индукторы меньшего размера, что значительно экономит общая стоимость спецификации системы.
Улучшите частоту переключения источника питания для достижения высокой частоты: самым большим недостатком традиционных IGBT является их медленная скорость переключения и низкая рабочая частота. Когда он выключен, хвост тока приведет к потерям при выключении. Скорость переключения SiC BJT высока, и отключение IGBT в результате потери тока отсутствует, поэтому потери переключения очень низки. При одинаковом номинальном выдерживаемом напряжении сопротивление открытого канала SiC BJT ниже, чем VCE(sat) IGBT, что может снизить потери открытого канала SiC BJT.
Лучшее применение SiC BJT — создание источников питания мощностью более 3000 Вт. Многие из этих источников питания используют IGBT в качестве коммутационного оборудования для оптимизации стоимости и эффективности. Если инженер-конструктор заменит IGBT на SiC BJT, можно легко значительно увеличить частоту переключения источника питания, тем самым уменьшив объем изделия и повысив эффективность преобразования. С увеличением частоты количество катушек индуктивности и конденсаторов, необходимых для периферийных цепей, также может быть уменьшено в конструкции, что помогает сэкономить затраты. С другой стороны, скорость переключения SiC BJT очень высока, и он может завершить переключение менее чем за 20 нс, даже быстрее, чем MOSFET, поэтому его также можно использовать для замены MOSFET. По сравнению с биполярными IGBT-устройствами, карбид-кремниевый BJT имеет меньшее сопротивление открытого канала, что может дополнительно снизить потери проводимости. Высокая температурная стабильность и низкий ток утечки карбидокремниевых BJT превосходят аналогичные показатели IGBT и MOSFET. Кроме того, его внутреннее сопротивление изменяется при положительном температурном коэффициенте, поэтому его можно легко подключить параллельно для создания мощного источника питания.
Процесс производства и технология устройств из карбида кремния (SiC) становятся все более зрелыми. В настоящее время самым большим препятствием для продвижения на рынок является стоимость. Включая затраты на исследования, разработку и производство, а также стоимость управляющих конденсаторов и резисторов во всей схеме после того, как устройства на основе карбида кремния заменят IGBT в применении. Если только производитель не подтолкнет к этому, а это действительно может снизить стоимость и повысить производительность. В конце концов, принятие новых вещей будет стоить дорого. Из-за влияния производственных затрат и выхода продукции основной причиной, препятствующей выходу продуктов SiC на рынок в больших масштабах в настоящее время, является высокая цена, которая обычно примерно в 10 раз превышает цену аналогичных продуктов Si. Хотя неизбежно, что в будущем по мере технологического прогресса и снижения стоимости устройства на основе карбида кремния (SiC) заменят IGBT, а их производительность может оказаться очень высокой, общей тенденцией может стать не только производительность, но и стоимость, и надежность.
Высокая эффективность, высокая надежность: продукты SiC BJT могут достигать высокой эффективности, высокой плотности тока и высокой надежности, а также могут бесперебойно работать при высоких температурах. Кроме того, SiC BJT обладает превосходной температурной стабильностью, а его рабочие характеристики при высокой температуре не отличаются от характеристик при нормальной температуре. Фактически, SiC BJT обладает всеми преимуществами IGBT и устраняет все узкие места в конструкции IGBT. Поскольку IGBT управляется напряжением, а SiC BJT — током, инженеры-конструкторы поначалу могут не привыкнуть к замене IGBT на SiC BJT, но поставщики устройств, такие как Fairchild Semiconductor, обычно предоставляют типовые конструкции, помогающие инженерам проектировать схемы управления. С появлением в будущем специальных чипов-драйверов будет проще использовать SiC BJT.
Низкие потери и снижение затрат: Vce SiC BJT снижается на 47%, Eon на 60% и Eoff на 67%. SiC BJT может обеспечить самые низкие потери проводимости на рынке, а сопротивление Ron составляет менее 2.2 миллиом при комнатной температуре. SiC BJT может обеспечить минимальные общие потери, включая потери драйвера. Карбид кремниевый BJT — самый эффективный в истории переключатель мощности на 1200 В. SiC BJT обеспечивает более высокую частоту переключения, а его потери проводимости и переключения ниже, чем у IGBT (30–50 %), поэтому выходную мощность можно увеличить до 40 % в системе того же размера. Схема повышения напряжения мощностью 2 кВт с 400 В до 800 В может достичь частоты переключения только 25 кГц при реализации на кремниевых IGBT, и для нее требуются пять тонкопленочных конденсаторов. Однако при использовании SiC BJT частота переключения может достигать 72 кГц, и необходимы только два тонкопленочных конденсатора, что уменьшает размер радиатора и индуктора на одну треть, то есть можно использовать индукторы меньшего размера, что значительно экономит общая стоимость спецификации системы.
Улучшите частоту переключения источника питания для достижения высокой частоты: самым большим недостатком традиционных IGBT является их медленная скорость переключения и низкая рабочая частота. Когда он выключен, хвост тока приведет к потерям при выключении. Скорость переключения SiC BJT высока, и отключение IGBT в результате потери тока отсутствует, поэтому потери переключения очень низки. При одинаковом номинальном выдерживаемом напряжении сопротивление открытого канала SiC BJT ниже, чем VCE(sat) IGBT, что может снизить потери открытого канала SiC BJT.
Лучшее применение SiC BJT — создание источников питания мощностью более 3000 Вт. Многие из этих источников питания используют IGBT в качестве коммутационного оборудования для оптимизации стоимости и эффективности. Если инженер-конструктор заменит IGBT на SiC BJT, можно легко значительно увеличить частоту переключения источника питания, тем самым уменьшив объем изделия и повысив эффективность преобразования. С увеличением частоты количество катушек индуктивности и конденсаторов, необходимых для периферийных цепей, также может быть уменьшено в конструкции, что помогает сэкономить затраты. С другой стороны, скорость переключения SiC BJT очень высока, и он может завершить переключение менее чем за 20 нс, даже быстрее, чем MOSFET, поэтому его также можно использовать для замены MOSFET. По сравнению с биполярными IGBT-устройствами, карбид-кремниевый BJT имеет меньшее сопротивление открытого канала, что может дополнительно снизить потери проводимости. Высокая температурная стабильность и низкий ток утечки карбидокремниевых BJT превосходят аналогичные показатели IGBT и MOSFET. Кроме того, его внутреннее сопротивление изменяется при положительном температурном коэффициенте, поэтому его можно легко подключить параллельно для создания мощного источника питания.
Тел. компании: +86-0755-83044319
Факс/факс:+86-0755-83975897
Почта: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Менеджер Ли
QQ: 332496225 Менеджер Цю
Адрес: комната 809, блок C, здание Zhantao Technology Building, проспект Минчжи № 1079, новый район Лунхуа, Шэньчжэнь.
粤公网安备44030002007346号