】在工业 、芯力想汽车以及可再沉闷力运用中 ，运用妄基于宽禁带 (WBG) 技术的芯力想组件 ，好比 SiC ，运用妄对于后退能效至关紧张 。芯力想在本文中 ，运用妄安森美 (onsemi) 思考下一代 SiC 器件将若何睁开 ，芯力想从而实现更高的运用妄能效以及更小的尺寸 ，并品评辩说对于转用 SiC 技术的芯力想公司而言 ，建树安妥的运用妄提供链为甚么至关紧张。
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在普遍的芯力想工业零星（如电动汽车充电根基配置装备部署）以及可再沉闷力零星（如太阳能光伏 (PV)）运用中 ，MOSFET 技术 、运用妄分立式封装以及功率模块的芯力想后退有助于后退能效并飞腾老本 。可是运用妄 ，失调老本以及功能对于妄想职员来说是芯力想一项不断的挑战，必需在不削减太阳能逆变器的尺寸或者散热老本的情景下 ，实现更高的功率。实现这一失调颇为有需要 ，由于飞腾充电老本将是后退电动汽车普遍率的关键增长因素 。
汽车的能效与车载电子器件的尺寸 、份量以及老本非亲非故 ，这些都市影响车辆的行驶里程 。在电动/混动汽车中运用 SiC 取代 IGBT 功率模块可清晰改善功能 ，特意是在主驱逆变器中 ，由于这有助于清晰后退车辆的部份能效 。轻型乘用车主要在低负载条件下使命 ，在低负载下，SiC 的能效优势比 IGBT 愈加清晰。车载充电器 (OBC) 的尺寸以及份量也会影响车辆行驶里程 。因此 ，OBC 必需妄想患上尽可能小 ，而 WBG 器件具备较高的开关频率 ，在这方面发挥着至关紧张的熏染 。
SiC 技术的优势
为了最大限度削减电源转换斲丧 ，需要利用具备卓越品质因数的半导体功率开关 。电源运用中运用的硅基半导体器件（IGBT 、MOSFET 以及二极管）的功能改善，加之电源转换拓扑方面的立异 ，使能效大幅提升 。可是 ，由于硅基半导体器件已经挨近着实际极限 ，在新运用中它们正逐渐被 SiC 以及氮化镓 (GaN) 等宽禁带 (WBG) 半导体取代 。
图 1 ：多种运用可从 SiC 器件的特色中受益对于更高功能 、更大功率密度以及更优功能的需要不断挑战着 SiC 的极限 。患上益于宽禁带特色 ，SiC 可能接受比硅更高的电压（1700V 至 2000V） 。同时 ，SiC 自己还具备更高的电子迁移率以及饱以及速率 。因此 ，它可能在清晰更高的频率以及结温下使命 ，对于电源运用而言颇为事实 。此外 ，SiC 器件的开关斲丧相对于更低 ，这有助于飞腾无源组件的尺寸、份量以及老本。
图 2 ：SiC 为电源零星带来诸多优势SiC 器件的导通斲丧以及开关斲丧更低 ，因此飞腾了对于散热的要求 。再加之它可能在高达 175°C 的结温 (Tj) 下使命 ，因此对于风扇以及散热片等散热措施的需要削减。零星尺寸、份量以及老本也患上以减小 ，而且在空间受限的运用中也能保障更高的坚贞性。
需要更高电压
经由削减电压以削减电流，可削减在所需功率下的斲丧 。因此 ，在以前多少年里，来自 PV 板的直流母线电压已经从 600 V 后退到 1500 V 。同样地，轻型乘用车中的 400 V 直流母线可提升到 800 V 母线（无意可后退到 1000 V） 。以前 ，对于 400 V 母线电压，所用器件的格外电压为 750 V 。如今 ，需要具备更高格外电压（1200 V 至 1700 V）的器件 ，以确保这些运用可能清静、坚贞地使命 。
SiC 的最新妨碍
为了知足对于具备更高击穿电压的器件的需要 ，安森美开拓了 1700V M1 平面 EliteSiC MOSFET 系列产物 ，针对于快捷开关运用妨碍了优化 。NTH4L028N170M1 是该系列首批器件中的一款 ，其 VDSS 为 1700 V ，具备更高的 VGS ，为 -15/+25 V ，而且其 RDS(ON) 典型值仅 28 m。
这些 1700 V MOSFET 可在高达 175°C 的结温 (Tj) 下使命 ，因此可能与更小的散热片散漫运用 ，概况无意致使不需要运用散热片 。此外，NTH4L028N170M1 的第四个引脚上有一个开尔文源极衔接（TO-247-4L 封装） ，用于飞腾导通功耗以及栅极噪声。这些开关还提供 D2PAK–7L 封装，具备更低的封装寄失效应。
图 3 ：安森美的新型 1700 V EliteSiC MOSFET接管 TO-247-3L 以及 D2PAK-7L 封装的 1700 V 1000 mSiC MOSFET 也已经投产 ，适用于电动汽车充电以及可再沉闷力运用中的高坚贞性辅助电源单元。
安森美开拓了 D1 系列 1700 V SiC 肖特基二极管。1700 V 的格外电压可在 VRRM 以及反向一再峰值电压之间为器件提供更大的电压裕量 。该系列器件具备更低的 VFM（最大正向电压）以及卓越的反向泄电流，有助于实如今高温低压下晃动运行的妄想 。
图 4 ：安森美的新型 1700 V 肖特基二极管NDSH25170A 以及 NDSH10170A 器件以 TO-247-2 封装以及裸片两种方式供货 ，还提供 100A 版本（无封装） 。
提供链考量
由于可用组件短缺 ，一些电子行业规模的破费已经受到影响 。因此，在抉择新技术产物的提供商时 ，务必思考提供商定时实施定单的能耐 。为保障向客户的产物提供 ，安森美最近笼络了 GT Advanced Technology (GTAT)，以运用 GTAT 在物流方面的专长以及履历。安森美是当初为数未多少具备端到端能耐的大型 SiC 提供商 ，搜罗晶锭批量妨碍 、衬底制备、外在 、器件制作 、集成模块以及分立式封装处置妄想 。为了知足 SiC 运用的预期削减需要 ，安森美妄想在 2024 年以前将衬底营业的产能后退数倍 ，并扩展公司的器件以及模块产能 ，在未来实现进一步扩展 。
总结
在不断睁开的汽车、可再沉闷力以及工业运用中 ，工程师将可能借助 SiC 器件的特色 ，处置功率密度以及散热方面的诸多挑战 。凭仗 1700V 系列 SiC MOSFET 以及二极管 ，安森美满足了市场对于具备更高击穿电压的器件的需要。此外 ，安森美还为新兴的太阳能、固态变压器以及固态断路器运用开拓了 2000V SiC MOSFET 技术 。
作者：安森美 Ajay Sattu