Elektrický výkon Výhody a nevýhody výkonových zařízení z karbidu křemíku
Jun 19, 2024
výhody:
1. Odolnost proti vysokému napětí: Kritické průrazné elektrické pole je vysoké až 2 MV/cm (4H-SiC), takže má vyšší napěťový odpor (10krát vyšší než Si).
2. Snadný odvod tepla: Díky vyšší tepelné vodivosti SiC materiálů (trojnásobek Si) je odvod tepla snazší a zařízení může pracovat při vyšších okolních teplotách. Teoreticky mohou napájecí zařízení SiC pracovat při teplotě přechodu 175 stupňů, takže velikost chladiče může být výrazně snížena.
3. Nízká ztráta ve vedení a ztráta při přepínání: Materiál SiC má dvojnásobnou rychlost saturace elektronů než Si, takže zařízení SiC mají velmi nízký odpor při zapnutí (1/100 v Si), nízkou ztrátu vedení; Materiál SiC má trojnásobnou šířku pásma než Si, svodový proud je snížen o několik řádů ve srovnání se zařízením Si, což může snížit ztrátu výkonu napájecího zařízení; v procesu vypnutí nedochází k žádnému proudovému jevu, nízké spínací ztráty, které mohou snížit ztrátu výkonu napájecího zařízení; v procesu vypnutí nedochází k žádnému proudovému jevu, nízká spínací ztráta. Při vypínání nedochází k sestupu proudu, nízké spínací ztráty a spínací frekvence může být pro praktické aplikace výrazně zvýšena (10krát vyšší než Si).
4. může snížit velikost napájecího modulu: kvůli vysoké proudové hustotě zařízení (jako jsou produkty Infineon až do 700A / cm), při stejné úrovni výkonu, velikost balení výkonových modulů all-SiC (SiC MOSFETsSiC SBD) je výrazně menší než výkonové moduly Si IGBT.
Hlavní nevýhoda: Hlavní nevýhodou Schottkyho diody je relativně vysoký zpětný proud. Díky svému přechodu kov-polovodič je náchylnější na svodové proudy při připojení napětí v opačném směru. Navíc Schottkyho diody mívají nízké maximální zpětné napětí. Mívají maximální hodnotu 50V nebo méně. Mějte na paměti, že zpětné napětí je hodnota, při které se dioda rozbije a začne vést velké množství proudu, když je napětí připojeno ve zpětném směru (od katody k anodě). To znamená, že Schottkyho dioda nemůže odolat velkému zpětnému napětí, aniž by se porouchala a nevedla velké množství proudu. Stále bude unikat malé množství proudu, ještě než dosáhne své maximální zpětné hodnoty.
V závislosti na aplikaci a použití obvodu se to může ukázat jako významné nebo nevýznamné.