在碳化硅mosfet中“99%的功率效率”到底意味着什么?

分析师们有充分的理由认为，碳化硅mosfet在未来几年内将会销售火爆。具体来说，联合市场研究公司预计这一行业将到2025年增至11亿美元，2018年至2025年的复合年增长率为18.1%。

与竞争技术相比，SiC mosfet具有重大优势。它们可以在200°C的温度下工作，减少开关损耗，并通过高导热性提高功率转换效率。

影响SiC采用的因素。使用的图像礼貌盟国市场研究

这些特性使SiC mosfet适合于广泛的应用，包括:

• 电动车（EV）充电
• 数据中心
• 太阳能和智能电网系统的能量存储
• 不间断电源（UPS）
• 便携式电源
• 工业电机控制和驱动器

我们的意思是“电力效率？”

每当我们讨论功率半导体，经常占据中心舞台的特性是电源效率。但是，我们究竟是什么意思？

当电源单元（PSU）内发生电源转换 - 当它是DC-DC转换时，也可以永远无法实现DC-AC反转-100％效率。电力转换过程中总是存在热量的损失。因此，95％的高效电源将具有5％的发热。1％的效率增加转化为热量减少10％，这可能是显着的。

更高效的电源需要较小的散热器和较小的部件。这将减少单位的总账单（BOM）成本。

多年来，电力行业已经发展出一种事实上的标准，称为“80 +“用来测量功率转换的效率。最严格的要求是80 +钛标准，要求高达94%的效率115 V应用和96%的230 V应用。

为了帮助器件制造商达到这一标准，许多半导体公司开始引入SiC mosfet的新版本。

Wolfspeed兜售99%的功率效率

克里人的Wolfspeed公司，如果不是第一个，也是第一个引入的第三代SiC mosfet在650 V范围。该产品系列封装在通孔，行业标准TO-247中，最大额定电流为120 a。

包装C3M0015065K。使用的图像礼貌狼甜

例如,C3M0015065K支持到达-247-4（4针），120个配置，而C3M0015065D支持至247-3（3针），37个配置。还提供表面贴装（至-263-7）包装。该产品在-40°C至+ 175°C的宽温度范围内操作。

低Drain-to-Source阻力

为了减少开关损耗和提高整个系统的功率效率，SiC mosfet应该具有低漏源极电阻，通常称为通态电阻(R_DS（开）在25°C）。高值将意味着具有发热的高导电损耗。

C3M0060065K如何与升压转换器中的竞争对手进行比较图。使用的图像礼貌狼甜

WolfSpeed能够达到15mΩ和60mΩ（r_DS（开）在25°C），在650 V，取决于产品类型。为了达到99％的功率效率，产品能够维持r_DS（开）在79mΩ，175°C，温度范围较低的60mΩ。

低反向恢复费用

设备的另一个重要参数是低反向恢复费用（Q_rr.)，它减少了开关损耗，并可以减少电源元件(如变压器、电感和电容器)的尺寸。的问_rr.WolfSpeed 60-MΩMOSFET为62 NC。

输出电容

第三个参数是输出电容，c_奥斯。随着开关频率的增加，低值将减少寄生电容和切换损耗。WolfSpeed的SiC MOSFET相应地具有80个PF（60-MΩ型号）和289pF（15-MΩ型号）。

SiC MOSFET市场升温

其他厂商喜欢MicroSemi / Microchip，St Microelectronics和英飞凌最近提雷竞技最新app供了类似的产品。这对客户来说是个好消息，因为他们现在有很多选择。

如下所示，大多数产品提供类似的规格，而无需发布功率效率百分比 - 除非英飞凌。

电力SIC MOSFET半导体的比较。请注意，有几家公司在产品规格中没有发布功率效率。

它们指定了98％的功率效率，具有更高的导通电阻r_DS（开）(在25°C)。它们还具有更低的反向回收费用(Q_rr.）和输出电容（C_奥斯)的价值相比，狼速度。

值得注意的是，随着整体功率效率接近100%，推动功率效率成为产品设计的主要挑战。

当测试功率SiC MOSFET半导体时，请确保它们在受控环境中根据供应商提供的规范进行测试，因为每个制造商可能以不同的方式测试其产品。

精选图像使用的courtesy of狼甜。

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你对SiC mosfet的实际操作经验是什么?他们的优势和局限是什么?请在下面的评论中分享你的想法。