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SiC功率元件

何謂SiC-MOSFET

何謂SiC-MOSFET-SiC-MOSFET的應用實例

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。

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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。

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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。

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・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
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・1~10kV隨機脈衝產生器:13.2kV SiC開關
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重點:

・通過SiC-MOSFET的應用實例,思考SiC-MOSFET的有效性。


Silicon Carbide Power Devices Understanding & Application Examples Utilizing the Merits