作者@@：Uwe Jansen，来源@@：英飞凌@@工业半导体微信公众号@@@@
在过去的几年里@@，碳化硅@@(SiC)开关器件@@，特别是@@@@SiC MOSFET，已经从@@一个研究课题演变成一个重要的商业化产品@@。最初是@@在光伏@@（PV）逆变器和电池电动车@@（BEV）驱动系统中采用@@，但现在@@，越来越多的应用正在被解锁@@。在使用电力电子@@器件的设备@@和系统设计中都必须评估@@SiC在系统中可能的潜力@@，以及利用这一潜力的最佳策略是@@什么@@。那么@@，你从@@哪里开始呢@@？
工程师老前辈可能还记得双极晶体管在@@SMPS中被@@MOSFET取代的速度有多快@@，或@@者@@IGBT模块将双极达林顿晶体管模块踢出逆变器的速度有多快@@。
电力电子@@的驱动力一直是@@降低损耗@@、小型化和提高@@可靠性@@。预计这将继续下去@@。那么@@，是@@否有必要匆匆忙忙地将每个设计尽快从@@硅@@（Si）转换到@@@@SiC？IGBT是@@否会像几十年前的双极达林顿一样完全从@@市场上消失@@？
今天的电力电子@@应用比@@80年代和@@90年代的应用更加多样化@@，功率半导体的市场也更大@@。因此@@，从@@Si到@@SiC的有序的部分替代比所有应用的颠覆性改变更现实@@。然而@@，这在具体的应用中@@取决于@@SiC为该应用提供的价值@@。
SiC如何为电力电子@@设计提供价值@@？
在使用电感器或@@变压器的功率变换系统中@@，SiC可以提高@@开关频率@@，从@@而使电感@@188足彩外围@@app 更小@@、更轻@@，并最终降低成本@@，这是@@@@SiC MOSFET进入光伏逆变器的重要原因@@。几年前@@，SiC MOSFET开始应用在@@ANPC拓扑结构中@@，是@@1500V光伏系统很好的设计方案@@。这种拓扑结构提高@@了开关频率@@，其中只有三分之一的功率器件采用了@@SiC MOSFET，系统性价比高@@。
但并非所有的应用都能从@@提高@@开关频率中受益@@。在通用变频器@@（GPD）应用中@@，由于没有电感@@188足彩外围@@app 可以从@@更高的开关频率中受益@@。即使在今天使用的不太高的调制频率下@@，电机电流也已经是@@几乎完美正弦的了@@。但是@@@@，SiC也可以用来减少导通损耗@@。与@@IGBT和二极管不一样@@，只要应用通常的@@PWM模式下@@，SiC MOSFET在两个方向都具有@@“无拐点电压@@”的特性@@。因此@@，如果使用足够大的芯片面积@@，就可以实现导通损耗的大幅降低@@。这使得设计集成在电机中的驱动器成为可能@@。它可以集成到@@密封的机箱内@@，并采用自然冷却@@。此外@@，长时间内工作在轻载的应用@@，可以利用@@“无拐点电压@@”的特点来降低能耗和总拥有成本@@（TCO）。
如果体二极管可以用作续流二极管@@，如英飞凌@@@@CoolSiC™ MOSFET，这将提供另一个对某些驱动器很重要的好处@@。无论功率流方向如何@@，功率耗散将始终在同一个芯片中@@，从@@而大大减少与@@功率循环有关的温度波动@@。
图@@1：体二极管的同步整流@@
有时@@，更高的温度运行被宣称为@@SiC的一个好处@@。在需要在高温环境下散热的应用中@@@@，这将是@@一个重要的特性@@@@，但前提是@@封装和其他系统@@188足彩外围@@app 也要适合这种环境@@。
总结一下@@：
当一个应用可以从@@@@Si到@@SiC的切换中受益时@@，以正确的策略进行切换是@@很重要的@@。但是@@@@简单粗暴的切换可能无法充分利用新的半导体材料的潜力@@，即使它的工作没有问题@@。应该考虑尽量减少直流母线连接和栅极驱动器上的杂散电感@@，而且在大多数情况下@@，保护方案也需要调整@@。由于这需要时间@@，开发项目应尽早开始@@，即使目前@@SiC的供应情况看起来很紧张@@。