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5-3-2 고전력 장치 작동

5. 실리콘 카바이드 기술

5-3-2 고전력 장치 작동

2018-01-08

높은 브레이크 다운 장 및 높은 작동 접합부와 결합 된 높은 열 전도성

온도는 이론적으로 매우 높은 전력 밀도와 효율을 이론적으로 실현할 수있다.

장치. 실리콘에 대한 sic의 높은 브레이크 다운 필드는

약 10 배 더 얇고 10 배 무겁게 도핑되어 약 100 배를 허용한다.

동일한 전압 정격에서 블로킹 영역 저항의 유익한 감소. 중대한 에너지

많은 실리콘 고전력 시스템 회로의 손실, 특히 하드 스위칭 모터 드라이브 및 전력

변환 회로는 반도체 스위칭 에너지 손실로부터 발생한다. 물리학은

반도체 소자의 스위칭 손실에 대해서는 다른 곳에서 자세하게 논의하고 있으며 스위칭 에너지 손실은

종종 반도체 스위칭 장치의 턴 - 오프 시간의 함수로서 일반적으로

턴 오프 바이어스의 적용과 장치가 실제로 가장 잘리는 시간 사이의 시간 경과

현재 흐름의 일반적으로 장치가 빨리 꺼질수록 스위치 된 장치의 에너지 손실은 작아집니다

전력 변환 회로. 참고 문헌 3,8 및 19-21에서 논의 된 장치 토폴로지 이유로

높은 브레이크 다운 필드 및 넓은 에너지 밴드 갭으로 가능한 것보다 훨씬 빠른 전원 스위칭 가능

비교할 수있는 볼트 암페어 정격의 실리콘 전력 스위칭 장치. 고전압 동작

sic을 사용하는 훨씬 더 얇은 블로킹 영역으로 훨씬 빠른 스위칭이 가능합니다 (비교 가능

정격 전압)을 제공한다. 그러므로, 근본적인 힘

컨버터는 더 높은 효율로 더 높은 스위칭 주파수에서 동작 할 수있다 (즉,

에너지 손실). 전력 변환기에서 더 높은 스위칭 주파수가 매우 바람직합니다.

더 작은 축전기, 인덕터 및 변압기의 사용을 허용하므로 전체적으로 크게 감소시킬 수 있습니다

전력 컨버터 크기, 무게 및 비용.


sic은 온 저항이 적고 스위칭 속도가 빠르면 에너지 손실과 발열을 최소화 할 수 있지만,

sic의 높은 열전도도는 활성 열원으로부터 폐열 에너지를보다 효율적으로 제거 할 수있게합니다.

장치. 온도차의 증가에 따라 열 에너지 복사 효율이 크게 증가하기 때문에

장치와 냉각 환경 사이에서 높은 접합 온도에서 작동 할 수있는 SIC의 능력

훨씬 더 효율적인 냉각이 일어나서 히트 싱크 및 다른 장치 냉각 하드웨어 (즉, 팬

냉각, 액체 냉각, 공기 조화, 방열기 등)을 필요로한다.

과열로부터 훨씬 더 작게 또는 심지어 제거 될 수 있습니다.


이전의 논의는 전력 변환을위한 고전력 스위칭에 중점을 두었지만,

레이다에 사용 된 rf 신호를 생성하고 증폭하는 데 사용되는 장치에도 동일한 인수가 적용될 수 있으며

통신 애플리케이션. 특히, 고 내압 및 고 열전도율

높은 캐리어 포화 속도와 결합되어 마이크로파 장치가 훨씬 더 높은 전력을 처리 할 수 ​​있음

저전력 캐리어에서 sic의 단점에도 불구하고 실리콘 또는 gaas rf 대응 부품보다 높은 밀도

유동성.

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