Высоковольтный SiC-MOSFET на карбиде кремния

Мощный высоковольтный MOSFET на карбиде кремния (SiC)

Компания Cree представила первый промышленный коммерческий карбидокремниевый MOSFET. Это событие является новой вехой в производстве импульсных силовых ключей, позволяя разработчикам проектировать высоковольтные схемы, отличающиеся экстремально высокими скоростями и сверхнизкими потерями переключения.
Пополнение знаменитого семейства карбидокремниевых диодов Шоттки транзисторами SiC MOSFET от Cree позволяет разработчикам проектировать системы all-SiC, эффективно работающие на предельно высоких частотах и при этом имеющие минимальные габариты и вес, что недоступно при использовании кремниевых полупроводников аналогичного диапазона.
Транзистор CMF20120D с блокирующим напряжением 1200 В имеет сопротивление открытого канала (RDSon) 80 мОм при +25 °C. При этом значение RDSon для SiC MOSFET остается ниже 100 мОм во всем диапазоне рабочих температур. По сравнению с доступными на рынке кремниевыми MOSFET и IGBT аналогичного токового диапазона, CMF20120D имеет наименьший заряд затвора (QG < 100 нКл) при номинальном напряжении управления. Прямое падение напряжения (VF) не превышает 2 В при токе 20 A.
Транзистор CMF20120D обеспечивает беспрецедентное повышение эффективности преобразования и/или меньшие габариты, вес и стоимость системы за счет возможности работы на более высоких частотах. Этот транзистор превосходит стандартные MOSFET по скорости переключения, при этом во многих применениях он позволяет снизить динамические потери до 50%.
По сравнению с лучшими кремниевыми IGBT, приборы Cree позволяют повысить эффективность преобразования до 2% при двух- и трехкратном увеличении частоты переключения. Более высокий КПД обеспечивает меньший нагрев полупроводниковых приборов. Снижение рабочей температуры при использовании транзистора CMF20120D в сочетании со сверхнизким током утечки (< 1 мкА) позволяет существенно повысить надежность всей системы.
Транзистор CMF20120D подойдет для высоковольтных применений, в которых эффективность преобразования является наиболее важным показателем. Инвертор солнечной батареи является примером такой системы, где SiC MOSFET-ключи могут применяться в каскадах повышения напряжения и выходном DC/AC-инверторе. Карбидокремниевые MOSFET позволяют снизить потери переключения более чем на 30%. Их использование в сочетании с SiC-диодами Шоттки дает возможность довести КПД системы до 99%.
Подобное повышение эффективности преобразования может быть достигнуто и в других применениях, где требуются высоковольтные ключи, обеспечивающие быструю коммутацию при низком уровне потерь, например промышленные привода, источники питания с центральной архитектурой, корректоры коэффициента мощности, высокочастотные DC/DC-преобразователи для индустриальных, компьютерных и телекоммуникационных систем. Высокая эффективность и низкий уровень динамических потерь SiC MOSFET и диодов позволяют создавать системы, параметры которых оптимизированы при частотах коммутации, в два-три раза превышающих частоты переключения кремниевых приборов.
Источник : "Силовая электроника "