SiC功率元件|基礎篇
何謂SiC-MOSFET-SiC-MOSFET的應用實例
2018.07.12
重點
・通過SiC-MOSFET的應用實例,思考SiC-MOSFET的有效性。
本章將介紹部分SiC-MOSFET的應用實例。其中也包括一些以前的資訊和原型級別的內容,總之希望通過這些介紹能説明大家認識採用SiC-MOSFET的好處以及可實現的新功能。另外,除了SiC-MOSFET,還可以從這裡瞭解SiC-SBD、全SiC模組的應用實例。
SiC-MOSFET應用實例1:相移DC-DC轉換器
下面是展示機,是與功率Power Assist Technology Ltd.聯合制作的。
全橋式變流器部分使用了3種電晶體(Si IGBT、第二代SiC-MOSFET、上一章介紹的第三代溝槽結構SiC-MOSFET),組成相同尺寸的相移DCDC轉換器,就是用來比較各產品效率的展示機。
首先,在SiC-MOSFET的組成中,發揮了開關性能的優勢實現了Si IGBT很難實現的100kHz高頻工作和功率提升。另外,第二代(2G)SiC-MOSFET中,由2個電晶體並聯組成了1個開關,但由於第三代(3G)SiC-MOSFET導通電阻更低,電晶體數得以從8個減少到4個。關於效率,採用第三代(3G)SiC-MOSFET時的結果最理想,無論哪種SiC-MOSFET的效率均超過Si IGBT。
SiC-MOSFET應用實例2:脈衝電源
脈衝電源是在短時間內暫態供電的系統,應用例有氣體雷射器、加速器、X射線、電漿電源等。作為現有的解決方案有閘流管等真空管和Si開關,但市場需要更高耐壓更高速的開關。針對這種市場需求,利用SiC的高耐壓和高速性能,實現了超高電壓高速開關。從高速性的角度看這是Si IGBT很難實現的。下例是與福島SiC應用技研株式會社、株式會社Kyoto Neutronics、國立研究研發法人科學技術振興機構合作研發,在CEATEC 2014、TECHNO-FRONTIER2015展出的產品。
・超高壓脈衝電源
- 特長
- ・超高耐壓偽N頻道 SiC MOSFET
- ・低導通電阻
(傳統產品的1/100以下) - ・高重複頻率應用例
- 應用實例
- ・電荷粒子加速器
- ・醫療用裝置電源
- ・電漿產生器等
・1~10kV隨機脈衝產生器:13.2kV SiC開關
【下載資料】碳化矽功率元件的說明與應用實例
這是Rohm研討會的公開講義。
能發揮電源產品的小型化、降低功耗、提昇效率優勢的SiC碳化矽的基本物理性質,及其二極體,電晶體的使用範例。