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[导读]碳化硅(SiC)器件凭借开关损耗和导通损耗小,效率远远高于硅器件。同时,由于SiC工作在更高的频率,其外围电容电感尺寸大幅缩小,器件模块尺寸仅为硅器件的1/5或更低。SiC器件耐高温、耐电压和大电流特性,非常适合电动汽车、车用充电器和火车逆变器等新兴应用。

碳化硅(SiC)器件凭借开关损耗和导通损耗小,效率远远高于硅器件。同时,由于SiC工作在更高的频率,其外围电容电感尺寸大幅缩小,器件模块尺寸仅为硅器件的1/5或更低。SiC器件耐高温、耐电压和大电流特性,非常适合电动汽车、车用充电器和火车逆变器等新兴应用。

根据市场研究机构Yole Développement预测,全球SiC功率半导体市场将从2017年的3.02亿美元,快速成长至2023年的13.99亿美元,2017~2023年的市场规模年复合成长率(CAGR)为29%。

SiC在混合动力及电动汽车市场的巨大的潜力吸引了汽车电子元件企业的关注。以特斯拉的Model 3为例,它全部使用了SiC模块,每辆车会用到24个SiC模组。SiC功率半导体制造商UnitedSiC亚洲区FAE经理Richard Chen告诉21ic记者,在中国市场,电动汽车对SiC器件的需求也有显著的增长,2017年UnitedSiC在中国的营收超过一半来自汽车市场,包括电动汽车充电系统和充电桩等。

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图:UnitedSiC亚洲区FAE经理Richard Chen

近日,UnitedSiC面向电动汽车充电系统、电信和服务器电源等应用推出了采用TO-247-4L 4引脚Kelvin Sense封装的全新系列650 V和1200 V高性能碳化硅FET器件。

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图:采用TO-247-4L 4引脚Kelvin Sense封装的高性能SiC FET器件

这些基于高效的共源共栅配置的UF3C FAST系列新器件可以帮助工程师在进行Totem Pole PFC级、LLC和相移全桥转换器等设计时,实现更高的开关速度、效率、易用性和功率密度。

据Chen介绍,和以往功率驱动共用一个引脚的3引脚封装不同,Kelvin封装可以避免栅极振铃和错误触发,否则需要降低开关速度以管理3引线封装带来的较大共源极电感。采用4引脚的Kelvin连接封装,使器件具有175°C的最高工作温度、出色的反向恢复、低栅极电荷以及低达2倍的开关损耗。此外,如果工程师在设计中加上R-C缓冲器电路,系统性能还可以进一步提升。

图:加上R-C缓冲器电路(右图)能够有效提升系统性能

图:加上R-C缓冲器电路(右图)能够有效提升系统性能

与其他宽带隙技术相比,SiC共源共栅器件能够提供标准的12V栅极驱动,并具有确定的雪崩额定值。UF3C FAST系列中的4端子封装产品能够通过简单的螺钉或夹具安装,具有极低的结至外壳热阻,在给定功率或更高功率运行时,只有较低的温度上升,能够充分利用SiC的较高结温能力。

据Chen介绍,UnitedSiC自成立以来,一直专注于开发创新的SiC功率半导体器件,为电动汽车充电系统、DC-DC转换器和牵引驱动,以及电信/服务器电源、可变速马达驱动器和太阳能光伏逆变器等应用提供业界最佳的SiC效率和性能。

无论是效率还是可靠性, SiC器件都优于硅器件和氮化镓(GaN)器件,可以用来开发体积更小、充电速度更快的电动汽车充电系统。Chen表示,UnitedSiC已在中国深圳开设新办事处,更好的服务华南区客户。未来UnitedSiC将加大在中国市场的投入,相信中国电动汽车制造业的快速发展,将带动UnitedSiC在中国市场业务的强劲增长。

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