Електричні переваги та недоліки силових пристроїв з карбіду кремнію
Jun 19, 2024
Переваги:
1. Стійкість до високої напруги: електричне поле критичного пробою досягає 2 МВ/см (4H-SiC), тому воно має вищий опір напрузі (у 10 разів більше, ніж у Si).
2. Легке розсіювання тепла: завдяки вищій теплопровідності матеріалів SiC (утричі більше, ніж у Si), розсіювання тепла легше, і пристрій може працювати при вищих температурах навколишнього середовища. Теоретично пристрої живлення з SiC можуть працювати при температурі переходу 175 градусів, тому розмір радіатора можна значно зменшити.
3. Низькі втрати провідності та втрати при перемиканні: матеріал SiC має вдвічі більшу швидкість насичення електронів, ніж Si, тому пристрої з SiC мають дуже низький опір увімкнення (1/100 у Si), низькі втрати провідності; SiC-матеріал має втричі більшу смугу пропускання, ніж Si, струм витоку зменшується на кілька порядків порівняно з SiC-пристроєм, що може зменшити втрати потужності силового пристрою; немає явища відставання струму в процесі вимкнення, низькі втрати при перемиканні, що може зменшити втрати потужності силового пристрою; у процесі вимкнення немає явища відставання струму, низькі втрати при перемиканні. Немає затримки струму під час вимкнення, низькі втрати при перемиканні, а частоту перемикання можна значно збільшити для практичних застосувань (у 10 разів більше, ніж у Si).
4. можна зменшити розмір модуля живлення: завдяки високій щільності струму пристрою (наприклад, продукти Infineon до 700 А / см), при тому ж рівні потужності, розмір корпусу модулів живлення з SiC (SiC MOSFETsSiC SBD). значно менше, ніж силові модулі Si IGBT.
Основний недолік: основним недоліком діода Шотткі є відносно високий зворотний струм. Завдяки переходу метал-напівпровідник він більш схильний до струмів витоку, коли напруга підключена у зворотному напрямку. Крім того, діоди Шотткі, як правило, мають низьку максимальну зворотну напругу. Вони, як правило, мають максимальне значення 50 В або менше. Майте на увазі, що зворотна напруга - це значення, при якому діод проб'ється і почне проводити велику кількість струму, коли напруга підключена в зворотному напрямку (від катода до анода). Це означає, що діод Шотткі не може витримати велику зворотну напругу без руйнування та проведення великої кількості струму. Він все одно пропускатиме невелику кількість струму навіть до того, як досягне свого максимального зворотного значення.
Залежно від застосування та використання схеми це може виявитися значним або незначним.