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应用碳化硅MOSFET时最主要的系统设计推敲事项

宣布时间:2019年03月28日 11:03    宣布者:ningxueqin
 碳化硅是一种比硅更昂贵的质料,碳化硅MOSFET的单元资源显着高于硅MOSFET或IGBT的单元资源,而且很能够一连云云。然则当较量总系一切资源而不是MOSFET单元资源时,假定用户准备重新推敲电路设计以充实应用碳化硅器件的属性,那么碳化硅替换妄图在高压电力系统设计中是可取的。
  这能够意味着:
  减小散热片的尺寸、重量和资源,并允许碳化硅MOSFET比等效的Si MOSFET或IGBT以更高温度运转。意法半导体的1200V SCT50N120等碳化硅MOSFET的特殊最高结温为200°C,而尺度硅MOSFET为150°C,IGBT为175°C。
  前进开关频率,减小功率转换器电路中电感电容的尺寸。
  在系统资源预算中网罗运输资源。基于碳化硅手艺的系统比硅替换品更轻更小,这可以年夜年夜降低运输用度。
  电路板结构重视事项
  作为重新推敲电力系统的历程的一部门,设计者还必须推敲影响基于碳化硅的电路在板上结构的特殊因素。
  特殊是,在开关操作时代的高dI/dt和dV/dt请求仔细设计一切的开关回路和节点。亲近关注设计中的寄生电感和电容是异常主要的,以将电流/电压尖峰保持在最低水平,并降低超出EMI辐射限制的风险。
  与接纳硅器件的设计相比,告成的碳化硅结构须要更小、更全心设计的开关蹊径。可是,有一些工具可用于指导设计职员优化领土:Littelfuse和Monolith半导体联络开发的静态特点剖析平台就是一个很好的例子。
  告成应用后,这些器件可以发生显着的效果。富昌电子客户实验的告成设计示例网罗:
  5kW LLC DC-DC转换器
  比不合硅设计尺寸小75%,重量轻85%,效力前进60%。
  60kW变频器
  总功耗降低75%,元器件数目更少。
  6-20kW的电动汽车电池充电器
  与具有类似物理尺寸的硅设计相比,功率输入高50%。
  磁轴承镌汰年夜器
  滤波电感尺寸和重量增添80%,输入功率增添25%。
  刷新系统资源和性能的新时机
  以上形貌注解,碳化硅器件现在曾经可以用于任何高压电源开关应用。碳化硅供应更低的导通电阻,以完成更高效力,为更小的无源器件供应更高的开关频率,并减小尺寸,降低系统资源。在较高的温度下降低功耗,并支持更高的最年夜结温有助于降低散热请求,并可应用更小的散热片。
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