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進擊汽車領域 PI在碳化硅功率器件應用優勢顯著

2019-11-22 16:35:30 來源:大比特商務網 點擊:4935

【大比特導讀】相比一代半導體,碳化硅等第三代半導體更加適應未來市場應用的需求,其優勢有耐高溫、抗輻射性能好、制作工藝方便且穩定,可以說它是在半導體新材料中“一枝獨秀”的存在。

相比一代半導體,碳化硅等第三代半導體更加適應未來市場應用的需求,其優勢有耐高溫、抗輻射性能好、制作工藝方便且穩定,可以說它是在半導體新材料中“一枝獨秀”的存在。另一方面,據研究機構IHS預測,在未來的10年內,碳化硅器件將開始大范圍地應用于工業及電動汽車領域,到2025年碳化硅功率半導體的市場規模有望達到30億美元。

為了使功率器件技術驅動和相關解決方案的普及,在11月8日的“第七屆(上海)新能源汽車電驅動與BMS技術研討會” 上,Power Integrations的區域大功率市場應用工程師王強先生出席并演講了《《汽車應用領域基于SCALE-iDriver™的碳化硅開關器件驅動方案》主題。

PI區域大功率市場應用工程師王強

PI區域大功率市場應用工程師王強

在本次演講中,王強先生主要針對目前汽車環境中,碳化硅器件在驅動電路面臨的問題和一個基于FluxLink™技術的驅動解決方案;同時還介紹了一種高級有源鉗位技術,該技術能夠確保碳化硅器件可以在關斷時刻,高壓尖峰有效控制以及不需要犧牲轉換效率。

王強先生首先介紹了PI目前針對電動汽車而開發兩款車規級驅動芯片產品,名為SIC118XKQ和SIC1182KQ。他表示,目前兩款驅動芯片是采用PI自有的一種持有和雙向通信的技術,能保證信號可靠傳輸,另外它還具有完善的保護功能,能針對短路翻墻的太快過壓保護,這種保護是基于控制關斷的DMDT抑制電壓尖峰。

圖片來自Power Integrations

當談及到驅動芯片時,現場觀眾一般都有兩大關注點,一是封裝,二是信號傳輸機制。面對現場觀眾的疑惑時,王強繼續說道:“即使在強磁場強電場的情況下,PI的封裝技術能將終端外形緣邊和副邊電氣間隙以及爬電距離做到大于9.5mm,所采用的材料達到最高級CTI 600,信號傳輸可靠突出則是依賴一項革新性FluxLink通信技術,顯著提供1200V加強絕緣,大幅度增強絕緣性能。”

圖片來自Power Integrations

此外,SCALE-2 AAC IGBT關斷控制會降低碳化硅的關斷速度,特別是短路時,VCE會高于直流母線電壓,導致TVS網絡擊穿,從而Iac向門極提供電流,增大Iac3(通過ACL引腳)會增加T2的阻抗并減小Iac1,但這需要一定的時間增加門極電阻可減小電壓尖峰,而且在正常工作期間會增加SiC-MOSFET的開關損耗,所以為提高AAC性能,設計者只能犧牲開關效率!

圖片來自Power Integrations

總的來說“SiC高級有源鉗位功能”在應用中,為了應對短路場景不得不增大驅動電阻,但此舉的后果是,正常工作狀態下,開關損耗偏高;而SIC118XKQ可優化門極電阻,最大程度減小開關損耗,并提高短路關斷可靠性,這樣的話門極電阻數值不再影響有源鉗位性能,VEE穩壓器及門極鉗位就能減小短路電流,短路響應時間<2 µs。

圖片來自Power Integrations

研討會期間,王強就碳化硅開關器件等話題和與會工程師進行積極的問答互動,并深入介紹了PI公司產品細節和技術特點。

本文為大比特資訊原創文章,如需轉載請在文前注明來源大比特資訊及作者信息,否則將嚴格追究法律責任。

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