电力电子/电源管理


坚固的碳化硅功率器件

2021年8月25日电力电子/电源管理

当今为商用车辆推进提供动力的节能充电系统,以及辅助电源系统、太阳能逆变器、固态变压器和其他交通和工业应用,都依赖于高压开关电源设备。为了满足这些要求,Microchip Technology已通过一系列高效、高可靠性1700 V碳化硅MOSFET管芯、分立和功率模块扩展了其碳化硅(SiC)产品组合。

Microchip的1700V碳化硅技术是硅IGBT的替代品。由于有损硅IGBT对开关频率的限制,早期的技术要求设计者降低性能并使用复杂的拓扑结构。此外,电力电子系统的尺寸和重量因变压器而膨胀,只有通过增加开关频率才能减小变压器的尺寸。

新的碳化硅产品系列使工程师能够超越IGBT,而是使用两级拓扑结构,减少部件数量,提高效率,简化控制方案。在没有开关限制的情况下,功率转换装置可以在尺寸和重量上显著减小,为更多充电站腾出空间,为乘客和货物支付额外空间,或延长重型车辆的行驶范围和运行时间,电动公交车和其他电池驱动的商用车——所有这些都降低了总体系统成本。

其特点包括栅极氧化层稳定性,在重复无夹电感开关(R-UIS)测试中,即使在延长100000个脉冲后,微芯片也没有观察到阈值电压的变化。R-UIS测试还显示了出色的雪崩强度和参数稳定性,以及栅极氧化层稳定性,证明了系统寿命期间的可靠运行。

无退化体二极管可以消除使用碳化硅MOSFET的外部二极管的需要。与IGBT相当的短路耐受能力能够经受住有害的电气瞬变。结温从0°C到175°C之间的平坦RDS(on)曲线使电源系统比其他对温度更敏感的碳化硅MOSFET运行更稳定。

Microchip通过一系列AgileSwitch数字可编程门驱动器和广泛的离散和功率模块封装,以标准和可定制的格式提供,简化了其技术的采用。这些栅极驱动器有助于加速碳化硅从台架到生产的发展。

与Microchip的MPLAB Mindi模拟模拟器兼容的Silicon carbide SPICE仿真模型为系统开发人员提供了在进行硬件设计之前模拟开关特性的资源。智能配置工具(ICT)使设计人员能够为Microchip的AgileSwitch数字可编程门驱动器系列建模高效的碳化硅门驱动器设置。

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