SIC cihazları neden IGBT'nin yerini alamıyor?

Ana Sayfa Haberler Haberler SIC cihazları neden IGBT'nin yerini alamıyor?

2022-03-17 339

SiC cihazlar neden IGBT'nin yerini alamıyor?

Silisyum karbür (SiC) cihazlarının üretim süreci ve teknolojisi giderek daha olgun hale geliyor. Şu anda pazar tanıtımının önündeki en büyük engel maliyettir. Araştırma-geliştirme ve üretim maliyetleri ile IGBT'lerin uygulamada silisyum karbür cihazlarla değiştirilmesinden sonra tüm devrede kullanılan kapasitör ve dirençlerin sürülme maliyeti de dahildir. Üretici zorlamadığı sürece, gerçekten maliyeti düşürebilir ve performansı artırabilir. Sonuçta yeni şeyleri benimsemek çok pahalıya mal olacak. Üretim maliyeti ve ürün veriminin etkisi nedeniyle SiC ürünlerinin şu anda pazara büyük ölçekte girmesini engelleyen ana neden, genellikle benzer Si ürünlerine göre yaklaşık 10 kat daha yüksek olan fiyatlarıdır. Teknolojik ilerleme ve maliyet düşüşleri ile gelecekte silisyum karbür (SiC) aygıtların IGBT'nin yerini alması kaçınılmaz olsa da ve performansı çok güçlü olsa da, asıl genel trend sadece performans değil, aynı zamanda maliyet ve güvenilirlik de olabilir.

?Silisyum karbür cihazların uygulama avantajları açıktır.

Yüksek verimlilik, yüksek güvenilirlik: SiC BJT ürünleri yüksek verimlilik, yüksek akım yoğunluğu ve yüksek güvenilirliğe ulaşabilir ve yüksek sıcaklıkta sorunsuz çalışabilir. Ayrıca SiC BJT mükemmel sıcaklık stabilitesine sahiptir ve yüksek sıcaklıktaki çalışma özellikleri normal sıcaklıktakilerden farklı değildir. Aslında SiC BJT, IGBT'nin tüm avantajlarına sahiptir ve IGBT tasarımındaki tüm darboğazları çözer. IGBT voltajla, SiC BJT ise akımla çalıştırıldığı için, tasarım mühendisleri ilk başta IGBT'yi SiC BJT ile değiştirmeye alışkın olmayabilirler; ancak Fairchild Semiconductor gibi cihaz tedarikçileri genellikle mühendislerin sürücü devreleri tasarlamalarına yardımcı olmak için referans tasarımlar sağlarlar. Gelecekte özel sürücü çiplerinin kullanıma sunulmasıyla birlikte SiC BJT'nin kullanımı daha kolay olacaktır.

Düşük kayıp ve maliyet düşüşü: SiC BJT'nin Vce'si %47, Eon %60 ve Eoff %67 oranında azaltılır. SiC BJT, piyasadaki en düşük iletim kaybını sağlayabilir ve Ron, oda sıcaklığında 2.2 miliohm'dan azdır. SiC BJT, sürücü kaybı da dahil olmak üzere minimum toplam kaybı sağlayabilir. Silisyum karbür BJT tarihteki en verimli 1200 volt güç aktarma anahtarıdır. SiC BJT daha yüksek anahtarlama frekansına ulaşır, iletim ve anahtarlama kayıpları IGBT'den daha düşüktür (%30-50), dolayısıyla aynı boyuttaki sistemde çıkış gücü %40'a kadar artırılabilir. 2V'dan 400V'a 800KW'lık yükseltme devresi, silikon IGBT ile gerçekleştirildiğinde ancak 25KHz'lik anahtarlama frekansına ulaşabiliyor ve bunun için beş adet ince film kapasitöre ihtiyaç duyuyor. Bununla birlikte, SiC BJT kullanıldığında anahtarlama frekansı 72KHz'e ulaşabilir ve yalnızca iki ince film kapasitöre ihtiyaç duyulur, bu da soğutucu ve indüktörün boyutunu üçte bir oranında azaltır, yani daha küçük indüktörler kullanılabilir, böylece büyük ölçüde tasarruf sağlanır. sistemin toplam BOM maliyeti.

Yüksek frekans elde etmek için güç kaynağının anahtarlama frekansını iyileştirin: Geleneksel IGBT'nin en büyük dezavantajı yavaş anahtarlama hızı ve düşük çalışma frekansıdır. Kapatıldığında, mevcut bir kuyruk kapanma kaybına yol açacaktır. SiC BJT'nin anahtarlama hızı hızlıdır ve akım kuyruğu olarak IGBT kapanması olmadığından anahtarlama kaybı çok düşüktür. Aynı nominal dayanım gerilimi altında, SiC BJT'nin açık direnci, IGBT'nin VCE(sat) değerinden daha düşüktür, bu da SiC BJT'nin açık kaybını azaltabilir.

SiC BJT'nin en iyi uygulaması 3000W'tan fazla güce sahip güç kaynağının tasarımıdır. Bu güç kaynaklarının çoğu, maliyet ve verimliliği optimize etmek için anahtarlama ekipmanı olarak IGBT kullanır. Tasarım mühendisi IGBT'yi SiC BJT ile değiştirirse, güç kaynağının anahtarlama frekansını büyük ölçüde artırmak kolaydır, böylece ürün hacmi azalır ve dönüşüm verimliliği artar. Frekansın artmasıyla birlikte çevresel devrelerin ihtiyaç duyduğu indüktör ve kapasitör sayısı da tasarımda azaltılabilir ve bu da maliyet tasarrufuna yardımcı olur. Öte yandan, SiC BJT'nin anahtarlama hızı çok hızlıdır ve anahtarlama işlemini 20nS'den daha kısa bir sürede, hatta MOSFET'ten daha hızlı tamamlayabilir, dolayısıyla MOSFET'in yerine de kullanılabilir. Bipolar IGBT cihazlarla karşılaştırıldığında silisyum karbür BJT'nin direnci daha düşüktür, bu da iletim kaybını daha da azaltabilir. Silisyum karbür BJT'nin yüksek sıcaklık kararlılığı ve düşük kaçak akımı IGBT ve MOSFET'i geride bırakmıştır. Ayrıca iç direnci pozitif sıcaklık katsayısı ile değiştiğinden, yüksek güçlü güç kaynağı tasarımı için paralel olarak kolayca bağlanabilir.

Şirket Tel: +86-0755-83044319
Faks/faks:+86-0755-83975897
E-posta: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Yönetici Li
QQ: 332496225 Yönetici Qiu
Adres: Oda 809, Blok C, Zhantao Teknoloji Binası, No.1079 Minzhi Bulvarı, Longhua Yeni Bölgesi, Shenzhen

Yaygın olarak kullanılan IGBT tampon devreleri nelerdir?

Diş çekmenin üç ana nedeni