SiC解決方案為功率轉換系統提供高效率、高可靠性
飛兆半導體亞太區市場營銷副總裁藍建銅告訴記者,要在可再生能源、工業電機驅動器、高密度電源、汽車以及井下作業等領域增強這些關鍵設計性能,設計的復雜程度就會提高,同時還會導致總體系統成本提高。為幫助設計人員解決這些技術難題,飛兆公司從采用新材料入手。最近飛兆推出了非常適合功率轉換系統的碳化硅(SiC)技術解決方案。
藍建銅介紹說,在飛兆半導體SiC組合中首次發布的一批產品是先進的Si C雙極結型晶體管(BJT)系列,該系列產品可實現較高的效率、電流密度和可靠性,并且能夠順利地進行高溫工作。通過利用效率出色的晶體管,飛兆半導體的SiC BJT實現了更高的開關頻率,這是因為傳導和開關損耗較低(3 0%~5 0%),從而能夠在相同尺寸的系統中實現高達40%的輸出功率提升。
SiC BJT支持使用更小的電感、電容和散熱片,可將系統總體成本降低多達20%;可促進更高的效率和出色的短路及逆向偏壓安全工作區,將在高功率轉換應用的功率管理優化中發揮重大作用。
與此同時,飛兆半導體還開發了即插即用的分立式驅動器電路板(15A和50A版本),作為整套SiC解決方案的一部分,與飛兆半導體的先進SiC BJT配合使用時,不僅能夠在減少開關損耗和增強可靠性的條件下提高開關速度,還使得設計人員能夠在實際應用中輕松實施SiC技術。飛兆半導體為幫助客戶縮短設計時間、加快上市速度,還提供了應用指南和參考設計。應用指南可供設計人員獲取SiC器件設計所必需的其他支持;參考設計有助于開發出符合特定應用需求的驅動器電路板。
藍建銅說,SiC 和硅材料相比,SiC的寬帶隙是硅材料的3倍,高擊穿電場是硅的10倍,高導熱率和高溫穩定性也是硅的3倍,泄漏電流很低(10μA)。Si C在晶體管中的優勢主要表現在使效率高達98%以上,具有更快的開關速度(20 ns),比I GBT還要快3倍~4倍,并且性能穩定可靠。
藍建銅認為,2015年會是SiC發展的一個拐點,SiC將在功率器件的應用中起到主導作用。未來的十年,這一市場份額能增長20倍。混合車、電動車是主要的驅動力,馬達驅動、風能、太陽能等市場對SiC的需求都會快速增長。雖然目前SiC的價格要比IGBT貴,但隨著SiC制程技術的改進價格也會降下來,并使良率有大幅提升,應用的普及率也會提高,特別是在5kW的應用領域,SiC發展空間很大。
據了解,飛兆SiC BJT驅動器未來的規劃圖是,2013年推出SiC BJT驅動器解決方案(分立式),2014年將會推出SiC BJT驅動器IC(第1版),2015年SiC BJT驅動器IC(第2版,均衡的)解決方案將會推出。
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