IGBT:er \u00e4r en av de mest sofistikerade l\u00f6sningarna, med breda energibandgap och m\u00f6jlighet att v\u00e4xla vid h\u00f6ga hastigheter samtidigt som effektf\u00f6rlusterna minskar och utrymmet sparas.<\/p>\n
IGBT SiC:s effektivitet \u00f6kar kontinuerligt och dess kopplingsf\u00f6rluster har blivit mycket l\u00e4gre. Den kan anv\u00e4ndas i m\u00e5nga olika applikationer, t.ex. traktionsomriktare och laddningsstationer f\u00f6r elbilar.<\/p>\n
Bland alla teknologier som anv\u00e4nds f\u00f6r effektomvandling framst\u00e5r IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) som s\u00e4rskilt mogen. J\u00e4mf\u00f6rt med kiselkarbid (SiC) erbjuder denna l\u00f6sning flera f\u00f6rdelar som \u00f6kad tillf\u00f6rlitlighet och l\u00e4gre kopplingsf\u00f6rluster, men den har fortfarande vissa nackdelar n\u00e4r det g\u00e4ller kostnadseffektivitet och kopplingsdynamik. F\u00f6r att komma till r\u00e4tta med dessa problem anv\u00e4ndes experimentella system med enfasiga Si-IGBT-enheter och trefasiga SiC-IGBT-enheter - anv\u00e4ndningen av SiC-enheter ledde till en effektivitets\u00f6kning p\u00e5 cirka 4% samtidigt som switchf\u00f6rlusterna var n\u00e4stan noll, vilket inneb\u00e4r energibesparingar i b\u00e5da faserna j\u00e4mf\u00f6rt med motsvarigheten.<\/p>\n
Effektiviteten hos transistorer med brett bandgap (WBG) \u00f6kar snabbt och kan snart g\u00e5 om konstruktioner baserade p\u00e5 kiselkarbid (SiC) och galliumnitrid (GaN). Transistorer med brett bandgap har snabbt blivit en stapelvara inom kraftelektronik tack vare sina snabba kopplingstider och enast\u00e5ende prestanda vid h\u00f6gre temperaturer och sp\u00e4nningar; dessutom har de l\u00e4gre gate-str\u00f6mmar och l\u00e4gre parasitisk induktans \u00e4n Si-IGBT.<\/p>\n
F\u00f6r att bed\u00f6ma SiC-IGBT:ernas effektivitet j\u00e4mf\u00f6rde vi deras effektivitet med Si-IGBT:ernas n\u00e4r de anv\u00e4ndes i trefasiga inverterbaserade system med RL-belastningar. F\u00f6r att g\u00f6ra det m\u00e4tte och j\u00e4mf\u00f6rde vi kopplingstider och str\u00f6mv\u00e5gformer fr\u00e5n b\u00e5da typerna av switchar; f\u00f6r att g\u00f6ra detta anv\u00e4nde vi v\u00e5rt MICsig handh\u00e5llna multifunktionella oscilloskop och Hantek kl\u00e4mm\u00e4tare f\u00f6r att m\u00e4ta sp\u00e4nning och str\u00f6m i enheterna.<\/p>\n
J\u00e4mf\u00f6r tv\u00e5 v\u00e4rden p\u00e5 den externa grindens till- och fr\u00e5nkopplingsresistans (Rg,on och Rg,off) f\u00f6r att uppn\u00e5 maximal kopplingshastighet. Experiment som utf\u00f6rdes under dessa omst\u00e4ndigheter visade att Si-IGBT-omvandlaren vid 30 kHz hade h\u00f6gre verkningsgrad j\u00e4mf\u00f6rt med 3 kHz-versionen; kostnads- och volymskillnaden var mindre \u00e4n v\u00e4ntat eftersom induktorvolymerna p\u00e5 n\u00e4t- och v\u00e4xelriktarsidan var j\u00e4mf\u00f6rbara medan kondensatorvolymen var f\u00f6rsumbar.<\/p>\n
SiC-IGBT:s prestanda utv\u00e4rderades med hj\u00e4lp av tre experimentella system: tv\u00e5 trefasomvandlare och ett SPT-system (Single Pulse Test System). SPT anv\u00e4nds f\u00f6r att j\u00e4mf\u00f6ra h\u00e5rda omkopplingsbeteenden mellan switchar; den best\u00e5r av en kraftmodul och en RL-belastning f\u00f6r exakta m\u00e4tningar av omkopplingstransienter och effektivitet; effektf\u00f6rluster j\u00e4mf\u00f6rdes sedan under identiska f\u00f6rh\u00e5llanden med hj\u00e4lp av ett b\u00e4rbart multifunktionellt oscilloskop MICsig och en kl\u00e4mmultimeter UT201; ledningsf\u00f6rluster, omkopplingsf\u00f6rluster, f\u00f6rluster i grinddrivdon och diodf\u00f6rluster beaktades; f\u00f6rluster i grinddrivdon och diod borts\u00e5gs fr\u00e5n.<\/p>\n
SiC-IGBTs har ett bredare energibandsgap \u00e4n traditionella IGBTs, vilket g\u00f6r att de kan arbeta vid h\u00f6gre frekvenser \u00e4n sina motsvarigheter och klara h\u00f6ga temperaturer b\u00e4ttre \u00e4n andra. Som ett resultat av detta \u00e4r deras totala effektf\u00f6rluster l\u00e4gre, vilket sparar utrymme i kretskonstruktioner samtidigt som stray-induktansen minskar, vilket \u00f6kar str\u00f6mkapaciteten hos en IGBT.<\/p>\n
Vid Switching Performance Test Center (SPT) unders\u00f6ktes IGBT:s kopplingstransienter under olika belastningsf\u00f6rh\u00e5llanden. Resultaten visade att IGBT-enheterna i SPT var mer energieffektiva \u00e4n motsvarande enheter i konventionella AGPU-system; dessutom var avst\u00e4ngningsf\u00f6rlusterna betydligt l\u00e4gre j\u00e4mf\u00f6rt med IGBT-enheter som anv\u00e4nds i AGPU-system.<\/p>\n
Igbt-tekniken (insulated-gate bipolar transistor) har visat sig vara en av de mer mogna teknikerna f\u00f6r krafthalvledare och erbjuder tillf\u00f6rlitliga prestanda till rimliga kostnader och utm\u00e4rkta m\u00f6jligheter till sp\u00e4nnings- och str\u00f6mhantering. Men dess begr\u00e4nsningar inom vissa omr\u00e5den, inklusive begr\u00e4nsad kopplingshastighet och l\u00e5ngvariga driftstemperaturer, hindrar dess utbredda anv\u00e4ndning. F\u00f6r att \u00f6vervinna dessa hinder arbetar forskare med nya innovationer som \u00f6kar kopplingshastigheten samtidigt som de till\u00e5ter h\u00f6gre driftstemperaturer f\u00f6r IGBT:er.<\/p>\n
F\u00f6r att uppfylla dessa m\u00e5l utvecklades en ny teknik som kan producera mer \u00e4n 300 V med en h\u00f6g switchfrekvens. De anv\u00e4nda SiC-IGBT:erna klarar h\u00f6gre sp\u00e4nningar \u00e4n traditionella IGBT:er samtidigt som effektf\u00f6rlusterna minskar, vilket ger b\u00e4ttre prestanda och l\u00e4gre kostnader.<\/p>\n
SiC-IGBT testades mot traditionella IGBT i b\u00e5de enpulstester och trefasiga inverterarsystem, och experimentresultaten visade att SiC-IGBT hade h\u00f6gre verkningsgrad \u00e4n IGBT i b\u00e5da milj\u00f6erna. De hade ocks\u00e5 kortare kopplingstider p\u00e5 grund av minskat gatemotst\u00e5nd vid p\u00e5slagning och minskad stray induktans; dessa minskningar m\u00f6jliggjorde snabbare koppling och \u00f6kad energieffektivitet, vilket resulterade i 86% effektivitet f\u00f6r enpulstestapplikationer respektive 92% f\u00f6r trefasomriktare med sex v\u00e4xlar.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
IGBTs are one of the most sophisticated solutions, boasting wide energy band gaps and being capable of switching at high speeds while simultaneously reducing power losses and saving space. IGBT SiC’s efficiency is continuously growing and its switching losses have become much lower. It can be used in numerous applications including traction inverters and EV… L\u00e4s mer \"Bipol\u00e4r transistor med isolerad grind (IGBT)<\/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-314","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/314","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=314"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/314\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":315,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/314\/revisions\/315"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=314"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=314"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=314"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}