【導讀】在過去的幾年裏
，碳化矽(SiC)開關器件，特別是SiC MOSFET，已經從一個研究課題演變成一個重要的商業化產品。最初是在光伏（PV）逆變器和電池電動車（BEV）驅動係統中采用，但現在
，越來越多的應用正在被解鎖。在使用電力電子器件的設備和係統設計中都必須評估SiC在係統中可能的潛力
，以及利用這一潛力的最佳策略是什麼。那麼，你從哪裏開始呢？

工程師老前輩可能還記得雙極晶體管在SMPS中被MOSFET取代的速度有多快
，或者IGBT模塊將雙極達林頓晶體管模塊踢出逆變器的速度有多快。

電力電子的驅動力一直是降低損耗、小型化和提高可靠性。預計這將繼續下去。那麼，是否有必要匆匆忙忙地將每個設計盡快從矽（Si）轉換到SiC？IGBT是否會像幾十年前的雙極達林頓一樣完全從市場上消失？

今天的電力電子應用比80年代和90年代的應用更加多樣化，功率半導體的市場也更大。因此，從Si到SiC的有序的部分替代比所有應用的顛覆性改變更現實。然而，這在具體的應用中取決於SiC為該應用提供的價值。

SiC如何為電力電子設計提供價值？

在使用電感器或變壓器的功率變換係統中，SiC可以提高開關頻率，從而使電感元件更小
、更輕，並最終降低成本，這是SiC MOSFET進入光伏逆變器的重要原因。幾年前
，SiC MOSFET開始應用在ANPC拓撲結構中，是1500V光伏係統很好的設計方案。這種拓撲結構提高了開關頻率，其中隻有三分之一的功率器件采用了SiC MOSFET，係統性價比高。

但並非所有的應用都能從提高開關頻率中受益。在通用變頻器（GPD）yingyongzhong
，youyumeiyoudianganyuanjiankeyiconggenggaodekaiguanpinlvzhongshouyi。jishizaijintianshiyongdebutaigaodetiaozhipinlvxia，dianjidianliuyeyijingshijihuwanmeizhengxiandele。danshi，SiC也可以用來減少導通損耗。與IGBT和二極管不一樣，隻要應用通常的PWM模式下，SiC MOSFET在兩個方向都具有“無拐點電壓”detexing。yinci，ruguoshiyongzugoudadexinpianmianji，jiukeyishixiandaotongsunhaodedafujiangdi。zheshideshejijichengzaidianjizhongdequdongqichengweikeneng。takeyijichengdaomifengdejixiangnei，bingcaiyongziranlengque。ciwai
，changshijianneigongzuozaiqingzaideyingyong，keyiliyong“無拐點電壓”的特點來降低能耗和總擁有成本（TCO）。

如果體二極管可以用作續流二極管，如英飛淩CoolSiC™ MOSFET，這zhe將jiang提ti供gong另ling一yi個ge對dui某mou些xie驅qu動dong器qi很hen重zhong要yao的de好hao處chu。無wu論lun功gong率lv流liu方fang向xiang如ru何he，功gong率lv耗hao散san將jiang始shi終zhong在zai同tong一yi個ge芯xin片pian中zhong，從cong而er大da大da減jian少shao與yu功gong率lv循xun環huan有you關guan的de溫wen度du波bo動dong。

圖1：體二極管的同步整流

有時

，更高的溫度運行被宣稱為SiC的一個好處。在需要在高溫環境下散熱的應用中，這將是一個重要的特性，但前提是封裝和其他係統元件也要適合這種環境。

總結一下：

當一個應用可以從Si到SiC的de切qie換huan中zhong受shou益yi時shi，以yi正zheng確que的de策ce略lve進jin行xing切qie換huan是shi很hen重zhong要yao的de。但dan是shi簡jian單dan粗cu暴bao的de切qie換huan可ke能neng無wu法fa充chong分fen利li用yong新xin的de半ban導dao體ti材cai料liao的de潛qian力li
，即ji使shi它ta的de工gong作zuo沒mei有you問wen題ti。應ying該gai考kao慮lv盡jin量liang減jian少shao直zhi流liu母mu線xian連lian接jie和he柵zha極ji驅qu動dong器qi上shang的de雜za散san電dian感gan
，而er且qie在zai大da多duo數shu情qing況kuang下xia，保bao護hu方fang案an也ye需xu要yao調tiao整zheng。由you於yu這zhe需xu要yao時shi間jian
，開kai發fa項xiang目mu應ying盡jin早zao開kai始shi，即ji使shi目mu前qianSiC的供應情況看起來很緊張。

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