{"id":166,"date":"2024-10-27T07:29:29","date_gmt":"2024-10-27T07:29:29","guid":{"rendered":"http:\/\/siliconcarbideplate.net\/?p=166"},"modified":"2024-10-27T07:29:29","modified_gmt":"2024-10-27T07:29:29","slug":"cree-kiselkarbid-mosfet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/cree-silicon-carbide-mosfet\/","title":{"rendered":"Cree MOSFET i kiselkarbid"},"content":{"rendered":"<p>Wolfspeed tillhandah\u00e5ller ett isolerat grinddrivdon f\u00f6r att skydda styrkretsar fr\u00e5n h\u00f6ga sp\u00e4nningar som uppst\u00e5r vid str\u00f6mkonvertering. Dessutom levereras denna design komplett med en BOM f\u00f6r att underl\u00e4tta anv\u00e4ndningen av Broadcom optokopplare f\u00f6r f\u00f6rst\u00e4rkt galvanisk isolering.<\/p>\n<p>Effektivitetstester som utf\u00f6rts p\u00e5 f\u00f6rsta generationens SiC MOSFETs j\u00e4mf\u00f6rt med kisel IGBTs visar att den nya komponenten kan \u00f6ka den totala systemeffektiviteten med s\u00e5 mycket som tv\u00e5 procent genom att arbeta med tre g\u00e5nger snabbare switchfrekvenser \u00e4n de som anv\u00e4nds med konventionella kiselkomponenter.<\/p>\n<h2>Storlek<\/h2>\n<p>MOSFETs av kiselkarbid representerar en sp\u00e4nnande utveckling inom krafthalvledartekniken. Sic MOSFETs arbetar vid h\u00f6gre sp\u00e4nningar och temperaturer \u00e4n sina motsvarigheter i kisel och hj\u00e4lper till att minska effektf\u00f6rlusterna n\u00e4r effektomvandlingskretsar anv\u00e4nder energieffektiva effektomvandlingsmetoder, vilket revolutionerar industrier samtidigt som det erbjuder h\u00e5llbara alternativ till konventionella enheter.<\/p>\n<p>Cree introducerade sin SiC-effekttransistor CMF20120D, v\u00e4rldens f\u00f6rsta i sitt slag. Denna enhet, som \u00e4r klassad till 1200V och har 80mO on-resistans, fungerade som en idealisk ers\u00e4ttning f\u00f6r Si IGBTs trots att den medf\u00f6rde h\u00f6gre kostnader p\u00e5 grund av snabbare v\u00e4xling och \u00f6kad effektivitet. \u00c4ven om den var dyrare, motiverade dess \u00f6verl\u00e4gsna prestanda mer \u00e4n v\u00e4l dessa extra kostnader.<\/p>\n<p>F\u00f6r n\u00e4rvarande finns det ett stort antal leverant\u00f6rer som tillverkar SiC-krafthalvledare, t ex CREE\/Wolfspeed, Microsemi, Infineon, GeneSiC och ST. Alla erbjuder olika sp\u00e4nnings- och str\u00f6mniv\u00e5er samt f\u00f6rpackningsalternativ som klarar temperaturer upp till 210 grader Celsius.<\/p>\n<p>Dessa chip har en planar eller trench-design med en pMOSFET gate-oxid-struktur och l\u00e5g RDS(on) vid h\u00f6ga temperaturer j\u00e4mf\u00f6rt med standard MOSFETs, vilket g\u00f6r det m\u00f6jligt f\u00f6r konstrukt\u00f6rer att \u00f6ka switchfrekvenserna f\u00f6r optimala kraftomvandlingsdesigner; deras effektivitet kan till och med \u00f6vertr\u00e4ffa den hos befintliga kisel-MOSFETs med tre g\u00e5nger!<\/p>\n<h2>Vikt<\/h2>\n<p>Crees power-MOSFET i kiselkarbid \u00e4r utformad f\u00f6r att uppfylla alla krav p\u00e5 h\u00f6gsp\u00e4nningsbrytare och erbjuder \u00f6kad effektivitet till samma kostnad som ledande IGBT-enheter i kisel. Den har en blockeringssp\u00e4nning p\u00e5 otroliga 650 V, vilket g\u00f6r det m\u00f6jligt f\u00f6r konstrukt\u00f6rer att uppfylla eller \u00f6vertr\u00e4ffa \u00e4ven de str\u00e4ngaste kraven p\u00e5 effektt\u00e4thet och effektivitet, t.ex. de som anges i 80 Plus Titanium-kraven f\u00f6r serverkraft, samtidigt som den erbjuder upp till 70% h\u00f6gre densitet \u00e4n nuvarande kiselbaserade l\u00f6sningar.<\/p>\n<p>J\u00e4mf\u00f6rt med kisel-IGBT:er kan CMF20120D-enheten minska switchf\u00f6rlusterna med s\u00e5 mycket som 50% och \u00f6ka systemeffektiviteten 2-3 g\u00e5nger n\u00e4r den anv\u00e4nds vid dubbla switchfrekvensen. Dessutom ger den ultral\u00e5ga laddningen f\u00f6r omv\u00e4nd \u00e5terst\u00e4llning av dioden mindre parasiter, vilket bidrar till l\u00e4gre drifttemperaturer och l\u00e4gre drifttemperaturer.<\/p>\n<p>C2M0025120D-enheten \u00e4r kompatibel med standardkretsar f\u00f6r grinddrivdon och kan kombineras med SiC Schottky-dioder fr\u00e5n f\u00f6retaget f\u00f6r att skapa kompletta kraftmodull\u00f6sningar. Med sin pulserande str\u00f6mstyrka och positiva temperaturkoefficient \u00e4r den h\u00e4r enheten ett perfekt tillskott f\u00f6r medicinska bildbehandlingsapplikationer som CT-system som kr\u00e4ver minskad switchf\u00f6rlust (vilket g\u00f6r att fl\u00e4ktar kan tas bort utan att ers\u00e4ttas).<\/p>\n<p>Denna enhet levereras i en D2Pak-7L ytmonterad kapsling och har l\u00e5g on-resistans (QG mindre \u00e4n 100nC) \u00f6ver sitt rekommenderade ing\u00e5ngssp\u00e4nningsomr\u00e5de, tillsammans med den l\u00e4gsta gate drive-energin f\u00f6r n\u00e5gon 1200V SiC MOSFET som finns tillg\u00e4nglig idag. Dessutom har denna MOSFET ocks\u00e5 ett nominellt sp\u00e4nningsfall \u00f6ver det rekommenderade str\u00f6momr\u00e5det med ett framledningsfall p\u00e5 mindre \u00e4n 2 V vid 20 A str\u00f6mniv\u00e5er.<\/p>\n<h2>Effektivitet<\/h2>\n<p>SiC MOSFETs och IGBTs uppvisar betydligt h\u00f6gre effektivitet j\u00e4mf\u00f6rt med traditionella MOSFETs och IGBTs av kisel, p\u00e5 grund av l\u00e4gre switchf\u00f6rluster och mindre beroende av sp\u00e4nning\/frekvens \u00e4n deras motsvarigheter av kisel. Detta resulterar i h\u00f6gre omvandlingsverkningsgrad med l\u00e4gre total \u00e4gandekostnad i kraftelektronikapplikationer.<\/p>\n<p>1200V SiC MoSfet \u00e4r en idealisk ers\u00e4ttning f\u00f6r kisel-IGBT:er i 3-10kW PV-v\u00e4xelriktare och andra h\u00f6gsp\u00e4nda likstr\u00f6msaggregat, t.ex. UPS-system och industriella motorstyrningar. Dessutom m\u00f6jligg\u00f6r denna enhet betydande storleks- och viktminskningar samt dubbelt s\u00e5 h\u00f6gt maximalt vridmoment \u00e4n motsvarande kiselkrafthalvledare.<\/p>\n<p>1200V SiC MOSFET finns i b\u00e5de TO-247-f\u00f6rpackade chips och plastf\u00f6rpackningar, var och en utformad f\u00f6r optimal systemkostnad och prestanda. De paketerade enheterna har en blockeringssp\u00e4nning p\u00e5 1200 V med 80 mO on-resistans medan dies har en resistans p\u00e5 25 mOhm f\u00f6r att kunna anv\u00e4ndas som 50 amp byggstenar i h\u00f6geffektsmoduler. Flera enheter kan parallellkopplas f\u00f6r optimal systemkostnad och prestanda.<\/p>\n<h2>Tillf\u00f6rlitlighet<\/h2>\n<p>Kvalitetsservice fr\u00e5n din tillverkare \u00e4r avg\u00f6rande f\u00f6r att ditt designprojekt ska bli framg\u00e5ngsrikt. F\u00f6rutom kvalificeringstestning \u00e4r det viktigt att beakta enhetstimmar och modeller f\u00f6r livsl\u00e4ngdsf\u00f6ruts\u00e4gelse f\u00f6r kraftenheter; dessa verktyg hj\u00e4lper till att f\u00f6ruts\u00e4ga MTTF (Mean Time to Failure) f\u00f6r kiselkrafthalvledare.<\/p>\n<p>Studier genomf\u00f6rdes f\u00f6r att analysera kortslutningss\u00e4kerheten hos 1200 V SiC metall-oxid-halvledarf\u00e4lteffekttransistorer (MOSFETs) tillverkade av olika tillverkare och visade att de kan motst\u00e5 h\u00f6ga \u00f6versp\u00e4nningsstr\u00f6mmar utan skador i b\u00e5de kanalledning och icke-ledningsl\u00e4gen. F\u00f6r att unders\u00f6ka deras skademekanism utf\u00f6rdes anatomiska unders\u00f6kningar p\u00e5 tv\u00e5 misslyckade enheter, vilket visade att skador hade uppst\u00e5tt mellan gate och source.<\/p>\n<p>Sentaurus TCAD-simuleringar inkluderade enhetsmodeller och Spice elektriska modeller samt parasitkomponenter, vilket tog h\u00e4nsyn till deras effekter under transientsimuleringar med blandade l\u00e4gen.<\/p>\n<p>Tillf\u00f6rlitligheten hos SiC MOSFET beror i h\u00f6g grad p\u00e5 tv\u00e5 parametrar, blockeringssp\u00e4nning och grindsp\u00e4nning. Blockeringssp\u00e4nningen avg\u00f6r hur mycket str\u00f6m som kan passera under kortslutningsf\u00f6rh\u00e5llanden medan grindsp\u00e4nningen p\u00e5verkar effektf\u00f6rlusten och risken f\u00f6r termisk skenande. F\u00f6r optimal design f\u00f6r att f\u00f6rhindra dessa problem skulle det vara f\u00f6rdelaktigt att anv\u00e4nda en optokopplare med common mode-rejection, t.ex. Broadcom ACPL-4800, som hj\u00e4lper till att avl\u00e4gsna h\u00f6gt common mode-brus som annars kan orsaka felaktig styrning av SiC-krafthalvledare under v\u00e4xling.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Wolfspeed provides an isolated gate driver to protect control circuits from high voltages encountered during power conversion designs. Additionally, this design comes complete with a BOM to facilitate use of Broadcom optocouplers for reinforced galvanic isolation. Efficiency tests conducted against first-generation SiC MOSFETs versus silicon IGBTs demonstrate that the new device can increase overall system&hellip;&nbsp;<a href=\"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/cree-silicon-carbide-mosfet\/\" class=\"\" rel=\"bookmark\">L\u00e4s mer \"<span class=\"screen-reader-text\">Cree MOSFET i kiselkarbid<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-166","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/166","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=166"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/166\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":167,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/166\/revisions\/167"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=166"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=166"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=166"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}