使用WBG材料如碳化矽(SiC)可製造出性能超越矽(Si)的同類產品。雖然有各種重要的機會使用這項技術，但工業電機驅動正獲得最大的興趣和關注。

 

SiC的高電子遷移率使其能夠支持更快的開關速(su)度(du)。這(zhe)些(xie)更(geng)快(kuai)的(de)開(kai)關(guan)速(su)度(du)意(yi)味(wei)著(zhe)相(xiang)應(ying)的(de)開(kai)關(guan)損(sun)耗(hao)也(ye)將(jiang)減(jian)少(shao)。它(ta)的(de)介(jie)電(dian)擊(ji)穿(chuan)場(chang)強(qiang)幾(ji)乎(hu)比(bi)矽(gui)高(gao)一(yi)個(ge)數(shu)量(liang)級(ji)。這(zhe)能(neng)實(shi)現(xian)更(geng)薄(bo)的(de)漂(piao)移(yi)層(ceng)，這(zhe)將(jiang)轉(zhuan)化(hua)為(wei)更(geng)低(di)的(de)導(dao)通(tong)電(dian)阻(zu)值(zhi)。此(ci)外(wai)，由(you)於(yu)SiC的導熱係數是Si的三倍
，因此在散熱方麵要高效得多。因此，更容易減小熱應力。

 

 

傳統的高壓電機驅動器會采用三相逆變器，其中Si IGBT集(ji)成(cheng)反(fan)並(bing)聯(lian)二(er)極(ji)管(guan)。三(san)個(ge)半(ban)橋(qiao)相(xiang)位(wei)驅(qu)動(dong)逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)相(xiang)應(ying)相(xiang)線(xian)圈(quan)，以(yi)提(ti)供(gong)正(zheng)弦(xian)電(dian)流(liu)波(bo)形(xing)，隨(sui)後(hou)使(shi)電(dian)機(ji)運(yun)行(xing)。逆(ni)變(bian)器(qi)中(zhong)浪(lang)費(fei)的(de)能(neng)量(liang)將(jiang)來(lai)自(zi)兩(liang)個(ge)主(zhu)要(yao)來(lai)源(yuan)-導通損耗和開關損耗。用基於SiC的開關代替Si基開關，可減小這兩種損耗。
 

SiC肖特基勢壘二極管不使用反並聯矽二極管，可集成到係統中。矽基二極管有反向恢複電流，會造成開關損耗（以及產生電磁幹擾，或EMI），而SiC二極管的反向恢複電流可忽略不計。這使得開關損耗可以減少達30%。由於這些二極管產生的EMI要低得多，所以對濾波的需求也不會那麼大（導致物料清單更小）。還應注意，反向恢複電流會增加導通時的集電極電流。由於SiC二極管的反向恢複電流要低得多，在此期間通過IGBT的峰值電流將更小，從而提高運行的可靠性水平並延長係統的使用壽命。

 

 

因此
，如果要提高驅動效率及延長係統的工作壽命時，遷移到SiC 肖特基顯然是有利的。那麼我們何以采取更進一步的方案呢？如果用SiC MOSFET取代負責實際開關功能的IGBT，那麼能效的提升將更顯著。在相同運行條件下
，SiC MOSFET的開關損耗要比矽基IGBT低五倍之多
，而導通損耗則可減少一半之多。

 

WBG方案的其他相關的好處包括大幅節省空間。SiC提(ti)供(gong)的(de)卓(zhuo)越(yue)導(dao)熱(re)性(xing)意(yi)味(wei)著(zhe)所(suo)需(xu)的(de)散(san)熱(re)器(qi)尺(chi)寸(cun)將(jiang)大(da)大(da)減(jian)少(shao)。使(shi)用(yong)更(geng)小(xiao)的(de)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)，工(gong)程(cheng)師(shi)可(ke)將(jiang)其(qi)直(zhi)接(jie)安(an)裝(zhuang)在(zai)電(dian)機(ji)外(wai)殼(ke)上(shang)。這(zhe)將(jiang)減(jian)少(shao)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)纜(lan)數(shu)量(liang)。

 

安森美半導體現在為工程師提供與SiC二極管共同封裝的IGBT。此外，我們還有650 V、900 V和1200 V額定值的SiC MOSFET。采用這樣的產品，將有可能變革電機驅動，提高能效參數，並使實施更精簡。 

 

 

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