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电力电子技术的未来:宽禁带
奔跑的蜗牛 发布于 2019/10/30 浏览 254

化石燃料是一种有限的资源,一旦消耗殆尽,世界将面临前所未有的能源危机。正因如此,电在我们日常生活的方方面面都至关重要。几乎人人都了解汽车、公交车和卡车将成为电动车,但很少有人知道航空学正在取得类似的进展-最终导致电动飞机的出现。

清洁能源的使用给以可再生方式产生能源带来了许多好处。可再生能源生产方法的数量和成熟程度正在增加,这意味着我们可以对其成为矿物燃料的可行和可持续替代品的能力充满信心。


现在的重点正转向两个领域:第一,从可持续的来源产生更多的电力;第二,通过高效利用每瓦特功率以确保尽可能高效地利用电力。

在我们思考电力的方式发生这种变化的同时,几乎所有电气/电子设备使用的半导体器件中的材料也发生了类似的“巨大变化”。多年来,硅一直是主要材料,数十亿美元投入数十年的增量改进中,从而交付了以前无法实现的设备。

然而,越来越明显的是,硅达到其极限,现在被更强大、现代的材料取代,这些材料的性能优于硅,特别是在电压/电流容量、开关速度和减小的损耗方面,这确保它们更高效地使用电能。它们还提供更高的功率密度,这意味着随着更高的功率方案成为趋势,整体方案的外形尺寸不需要相应地增加。

宽禁带(WBG)材料在许多应用中都具有优势,在现代大功率应用中尤其有价值,包括混合动力或全电动传动系统的车辆。它们还用于发电领域,包括太阳能电池逆变器和风力涡轮机,以及更为传统的领域如为工业电机供电等。

虽然WBG的出现给业界带来了巨大的挑战,包括对如二极管和MOSFET等半导体产品进行基本的重新设计,如开发更强固的封装,以及完全重新设计这些器件的制造工艺,但WBG逐渐成为业界新产品设计的关键。


如今,一些制造商正在重新设计IGBT驱动器与SiC MOSFET一起使用。由于硅IGBT和SiC MOSFET具有不同的衬底参数和不同的开关行为,因此该方法可能不是最佳方案。使用这种方法可能意味着WBG SiC器件将不会达到其峰值性能,大大抵消了转向该技术的好处。

安森美半导体提供具有高度的灵活性和集成度的SiC门极驱动器,完全兼容市场上的任何SiC MOSFET。

除了二极管和MOSFET之类的器件,WBG技术还将在电源模块领域产生重大的积极影响。充分证明了模块在高功率(> 20kW)应用中的优势,并且随着功率需求的增加,将需要WBG技术来满足市场需求。

尽管这些模块可能会保留其硅基前身的外形尺寸,但几乎内部设计的每个方面都将需要进行更改以采用新器件的特性。


声明: 本文来自安森美半导体 ,目的在于信息传递,观点仅代表作者本人,不代表易百纳立场。如有侵权或其他问题,请联系我们。

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