SiC功率元器件的開發(fā)背景

通過將SiC應(yīng)用到功率元器件上，實(shí)現(xiàn)以往Si功率元器件無法實(shí)現(xiàn)的低損耗功率轉(zhuǎn)換。不難發(fā)現(xiàn)這是SiC使用到功率元器件上的一大理由。其背景是為了促進(jìn)解決全球節(jié)能課題。

以低功率DC/DC轉(zhuǎn)換器為例，隨著移動技術(shù)的發(fā)展，超過90 %的轉(zhuǎn)換效率是很正常的，然而高電壓、大電流的AC/DC轉(zhuǎn)換器的效率還存在改善空間。眾所周知，以EU為主的相關(guān)節(jié)能指令強(qiáng)烈要求電氣/電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)包括消減待機(jī)功耗在內(nèi)的節(jié)能目標(biāo)。

在這種背景下，削減功率轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生的能耗是當(dāng)務(wù)之急。不用說，必須將超過Si極限的物質(zhì)應(yīng)用于功率元器件。

例如，利用SiC功率元器件可以比IGBT的開關(guān)損耗降低85%。如該例所示，毫無疑問，SiC功率元器件將成為能源問題的一大解決方案。

SiC的優(yōu)點(diǎn)

如前文所述，利用SiC可以大幅度降低能量損耗。當(dāng)然，這是SiC很大的優(yōu)點(diǎn)，接下來希望再了解一下低阻值、高速工作、高溫工作等SiC的特征所帶來的優(yōu)勢。

通過與Si的比較來進(jìn)行介紹。”低阻值”可以單純解釋為減少損耗，但阻值相同的話就可以縮小元件（芯片）的面積。應(yīng)對大功率時，有時會使用將多個晶體管和二極管一體化的功率模塊。例如，SiC功率模塊的尺寸可達(dá)到僅為Si的1/10左右。

關(guān)于“高速工作”，通過提高開關(guān)頻率，變壓器、線圈、電容器等周邊元件的體積可以更小。實(shí)際上有能做到原有1/10左右的例子。

“高溫工作”是指容許在更高溫度下的工作，可以簡化散熱器等冷卻機(jī)構(gòu)。

如上所述，可使用SiC來改進(jìn)效率或應(yīng)對更大功率。而以現(xiàn)狀的電力情況來說，通過使用SiC可實(shí)現(xiàn)顯著小型化也是SiC的一大優(yōu)點(diǎn)。不僅直接節(jié)能，與放置場所和運(yùn)輸?shù)乳g接節(jié)能相關(guān)的小型化也是重要課題之一。