Tại sao thiết bị SIC không thể thay thế IGBT?

Trang chủ Tin tức Tin tức Công nghiệp Tại sao thiết bị SIC không thể thay thế IGBT?

2022-03-17 339

Tại sao thiết bị SiC không thể thay thế IGBT?

Quy trình và công nghệ sản xuất thiết bị cacbua silic (SiC) ngày càng hoàn thiện. Hiện nay, trở ngại lớn nhất cho việc xúc tiến thị trường là chi phí. Bao gồm chi phí nghiên cứu, phát triển và sản xuất, cũng như chi phí vận hành tụ điện và điện trở trong toàn bộ mạch sau khi thiết bị silicon carbide thay thế IGBT trong ứng dụng. Trừ khi nhà sản xuất thúc đẩy nó, nó thực sự có thể giảm chi phí và cải thiện hiệu suất. Rốt cuộc, sẽ tốn rất nhiều chi phí để áp dụng những điều mới. Do ảnh hưởng của chi phí sản xuất và năng suất sản phẩm, nguyên nhân chính cản trở các sản phẩm SiC thâm nhập thị trường trên quy mô lớn hiện nay là giá cao, thường cao gấp khoảng 10 lần so với các sản phẩm Si tương tự. Mặc dù trong tương lai, các thiết bị silicon carbide (SiC) sẽ thay thế IGBT nhờ tiến bộ công nghệ và giảm chi phí, đồng thời hiệu suất có thể rất mạnh, nhưng không chỉ hiệu suất mà cả chi phí và độ tin cậy mới thực sự trở thành xu hướng chung.

?Ưu điểm ứng dụng của thiết bị cacbua silic là rõ ràng.

Hiệu suất cao, độ tin cậy cao: Sản phẩm SiC BJT có thể đạt hiệu suất cao, mật độ dòng điện cao và độ tin cậy cao, có thể hoạt động trơn tru ở nhiệt độ cao. Ngoài ra, SiC BJT có độ ổn định nhiệt độ tuyệt vời và đặc tính làm việc của nó ở nhiệt độ cao không khác gì ở nhiệt độ bình thường. Trên thực tế, SiC BJT có tất cả các ưu điểm của IGBT và giải quyết được mọi điểm nghẽn trong thiết kế IGBT. Vì IGBT được điều khiển bằng điện áp còn SiC BJT được điều khiển bằng dòng điện nên các kỹ sư thiết kế có thể chưa quen với việc thay thế IGBT bằng SiC BJT ngay từ đầu, nhưng các nhà cung cấp thiết bị như Fairchild Semiconductor thường cung cấp các thiết kế tham khảo để giúp các kỹ sư thiết kế mạch điều khiển. Với sự ra đời của chip điều khiển đặc biệt trong tương lai, việc sử dụng SiC BJT sẽ dễ dàng hơn.

Tổn thất thấp và giảm chi phí: Vce của SiC BJT giảm 47%, Eon giảm 60% và Eoff giảm 67%. SiC BJT có thể mang lại tổn thất dẫn truyền thấp nhất trên thị trường và Ron nhỏ hơn 2.2 miliohms ở nhiệt độ phòng. SiC BJT có thể cung cấp tổng tổn thất tối thiểu, bao gồm cả mất trình điều khiển. Silicon Carbide BJT là công tắc chuyển nguồn 1200 volt hiệu quả nhất trong lịch sử. BJT SiC đạt được tần số chuyển mạch cao hơn và tổn thất dẫn điện và chuyển mạch của nó thấp hơn IGBT (30-50%), do đó công suất đầu ra có thể tăng tới 40% trong cùng một hệ thống có kích thước. Mạch tăng áp 2KW từ 400V lên 800V chỉ có thể đạt tần số chuyển mạch 25KHz khi sử dụng IGBT silicon và cần năm tụ điện màng mỏng. Tuy nhiên, khi sử dụng SiC BJT, tần số chuyển mạch có thể đạt tới 72KHz và chỉ cần hai tụ điện màng mỏng, giúp giảm XNUMX/XNUMX kích thước của tản nhiệt và cuộn cảm, nghĩa là có thể sử dụng cuộn cảm nhỏ hơn, do đó tiết kiệm đáng kể tổng chi phí BOM của hệ thống.

Cải thiện tần số chuyển mạch của nguồn điện để đạt được tần số cao: Nhược điểm lớn nhất của IGBT truyền thống là tốc độ chuyển mạch chậm và tần số làm việc thấp. Khi nó bị tắt, dòng điện đuôi sẽ dẫn đến hiện tượng mất điện. Tốc độ chuyển mạch của SiC BJT nhanh và không có IGBT tắt làm đuôi dòng điện, do đó tổn thất chuyển mạch rất thấp. Ở cùng điện áp chịu đựng định mức, điện trở khi bật của SiC BJT thấp hơn VCE(sat) của IGBT, điều này có thể làm giảm tổn thất khi bật của SiC BJT.

Ứng dụng tốt nhất của SiC BJT là thiết kế bộ nguồn có công suất trên 3000W. Nhiều bộ nguồn này sử dụng IGBT làm thiết bị chuyển mạch để tối ưu hóa chi phí và hiệu quả. Nếu kỹ sư thiết kế thay thế IGBT bằng SiC BJT, có thể dễ dàng tăng đáng kể tần số chuyển mạch của nguồn điện, do đó giảm thể tích sản phẩm và cải thiện hiệu suất chuyển đổi. Với việc tăng tần số, số lượng cuộn cảm và tụ điện cần thiết cho các mạch ngoại vi cũng có thể được giảm bớt trong thiết kế, giúp tiết kiệm chi phí. Mặt khác, tốc độ chuyển mạch của SiC BJT rất nhanh và nó có thể hoàn thành hành động chuyển mạch trong thời gian dưới 20nS, thậm chí còn nhanh hơn MOSFET nên cũng có thể được sử dụng để thay thế MOSFET. So với các thiết bị IGBT lưỡng cực, BJT silicon carbide có điện trở thấp hơn, có thể giảm thêm tổn thất dẫn điện. Độ ổn định nhiệt độ cao và dòng rò rỉ thấp của BJT silicon carbide đã vượt trội hơn IGBT và MOSFET. Ngoài ra, điện trở trong của nó thay đổi theo hệ số nhiệt độ dương nên có thể dễ dàng kết nối song song để thiết kế nguồn điện công suất cao.

Điện thoại công ty: +86-0755-83044319
Fax/fax:+86-0755-83975897
Email: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Quản lý Li
QQ: 332496225 Quản lý Qiu
Địa chỉ: Phòng 809, Khu C, Tòa nhà Công nghệ Zhantao, Số 1079 Đại lộ Minzhi, Quận Mới Long Hoa, Thâm Quyến

Các mạch đệm IGBT thường được sử dụng là gì?

Tiếp

Ba lý do chính cho việc tạo luồng