SiC碳化硅MOSFET技术的固态断路器取代机械断路器

 

国产基本™（BASiC Semiconductor）第二代SiC碳化硅MOSFET在固态断路器SSCB的应用-倾佳电子（Changer Tech）专业分销

 

适用于固态断路器SSCB的国产基本™（BASiC Semiconductor）第二代碳化硅MOSFET-倾佳电子（Changer Tech）专业分销

 

直流配电应用中用于固态断路器的基本™（BASiC Semiconductor）国产第二代SiC碳化硅MOSFET-倾佳电子（Changer Tech）专业分销

 

倾佳电子（Changer Tech）致力于基本公司国产碳化硅（SiC）MOSFET在电力电子应用中全面取代IGBT，全力推动基本公司国产碳化硅（SiC）MOSFET加速革掉IGBT的命！Changer Tech is making every effort to promote the domestic BASiC silicon carbide (SiC) MOSFET to accelerate the replacement of IGBT!

 

IGBT芯片技术不断发展，但是从一代芯片到下一代芯片获得的改进幅度越来越小。这表明IGBT每一代新芯片都越来越接近材料本身的物理极限。SiC MOSFET宽禁带半导体提供了实现半导体总功率损耗的显著降低的可能性。使用SiC MOSFET可以降低开关损耗，从而提高开关频率。进一步的，可以优化滤波器组件，相应的损耗会下降，从而全面减少系统损耗。通过采用低电感SiC MOSFET功率模块，与同样封装的Si IGBT模块相比，功率损耗可以降低约70%左右，可以将开关频率提5倍（实现显著的滤波器优化），同时保持最高结温低于最大规定值。

 

为了保持电力电子系统竞争优势，同时也为了使最终用户获得经济效益，一定程度的效率和紧凑性成为每一种电力电子应用功率转换应用的优势所在。随着IGBT技术到达发展瓶颈，加上SiC MOSFET绝对成本持续下降，使用SiC MOSFET替代升级IGBT已经成为各类型电力电子应用的主流趋势。

 

倾佳电子（Changer Tech）致力于国产碳化硅（SiC）MOSFET功率器件在电力电子市场的推广！

Changer Tech-Authorized Distributor of BASiC Semiconductor which committed to the promotion of BASiC™ silicon carbide (SiC) MOSFET power devices in the power electronics market!

 

对于通用应用，SiC 功率器件可以替代 Si IGBT，从而将开关损耗降低高达 70% 至 80%，具体取决于转换器和电压和电流水平。IGBT 相关的较高损耗可能成为一个重要的考虑因素。热管理会增加使用 IGBT 的成本，而其较慢的开关速度会增加电容器和电感器等无源元件的成本。从整体系统成本来看SiC MOSFET加速替代IGBT已经成为各类新的电力电子设计中的主流趋势。SiC MOSFET 更耐热失控。碳化硅导热性更强，可实现更好的设备级散热和稳定的工作温度。

 

Si IGBT 的一个显著缺点是它们极易受到热失控的影响。当器件温度不受控制地升高时，就会发生热失控，导致器件发生故障并最终失效。在高电流、高电压和高工作条件很常见的电机驱动应用中，例如电动汽车或制造业，热失控可能是一个重大的设计风险。SiC MOSFET 更适合温度较高的环境条件空间，例如汽车和工业应用。此外，鉴于其导热性，SiC MOSFET 可以消除对额外冷却系统的需求，从而有可能减小整体系统尺寸并降低系统成本。由于 SiC MOSFET 的工作开关频率比 Si IGBT 高得多，因此它们非常适合需要精确电机控制的应用。高开关频率在自动化制造中至关重要，其中高精度伺服电机用于工具臂控制、精密焊接和精确物体放置。

 

SiC 功率器件的卓越材料特性使这些器件能够以更快的开关速度、更低的开关损耗和更薄的有源区运行，从而实现效率更高、开关频率更高、更节省空间的设计。因此，SiC MOSFET 正成为电源转换应用中优于传统硅（IGBT,MOSFET）的首选。

 

输电和配电系统以及敏感设备需要针对长期过载和瞬态短路情况提供保护。随着电气系统和电动汽车使用越来越高的电压，潜在故障电流比以往任何时候都高。针对这些大电流故障的保护需要超快的交流和直流断路器。虽然机械断路器历来是该应用受欢迎的选择，但日益严格的操作要求使得 固态断路器SSCB 更受欢迎。与机械方法相比，它们有几个优点：

 

坚固性和可靠性：机械断路器包含运动部件，这使得它们很脆弱。这意味着它们很容易因运动而损坏或意外绊倒，并且在其使用寿命期间每次重置时都会受到磨损。相比之下，由于 固态断路器SSCB 不包含移动部件，因此更加坚固，并且不太可能遭受意外损坏，从而能够重复使用数千次。

温度灵活性：机械断路器的工作温度取决于其构造中使用的材料并限制工作温度。固态断路器SSCB 的工作温度高于机械断路器，且可设定。

远程配置：一旦跳闸，人们必须手动重置机械断路器，这既耗时又昂贵，特别是在跨多个安装时，而且还可能产生b2b平台隐患。固态断路器SSCB 可以使用有线或无线连接远程重置。

更快的切换且无电弧：当机械断路器切换时，可能会发生电弧和电压波动，足以损坏负载设备。在 固态断路器SSCB 中使用软启动方法可以防止这些感应电压尖峰和电容浪涌电流的影响，如果发生故障，开关速度要快得多，大约几微秒。

灵活的额定电流：机械断路器具有固定的额定电流，而 固态断路器SSCB 的额定电流是可编程的。减小尺寸和成本：与机械断路器相比，固态断路器SSCB 减轻了重量，显着减轻重量并占用更少的空间。

 

快速反应时间是直流系统的一项重要要求，这使得 固态断路器SSCB 成为理想的选择。结合 基本™（BASiC Semiconductor）第二代SiC碳化硅MOSFET 技术的优势，可以进一步提高 SSCB 响应时间及其效率（低传导损耗），同时还可能提高其功率密度（低冷却要求）。

全固态断路器是指完全由功率半导体器件代替机械开关的断路器，全固态断路器又可分为半控型全固态断路器和全控型固态断路器，全固态断路器通常包括固态开关电路、缓冲电路、检测单元以及控制单元等部分。与硅功率半导体器件相比，SiC MOSFET碳化硅功率半导体器件具有较低的通态电阻，可以减少直流固态断路器的通态损耗，减轻冷却压力。

相比其他类型断路器，固态断路器虽然切断速度快，但是其成本较高高，价格昂贵，同时其同步控制以及电压、电流均衡化问题也很突出，基本™（BASiC Semiconductor）第二代SiC碳化硅MOSFET在可靠性提高、成本降低、速度提高、复杂性降低等为客户提供价值，固态断路器未来将向智能化和数字化的方向发展，如何降低成本、提高可靠性以及降低损耗等问题仍然是研的重点。

采用基本™（BASiC Semiconductor）SiC碳化硅MOSFET冷却性好、低成本、低损耗、稳定性高的优势。

 

机械断路器具有较低的功率损耗和较高的功率密度，目前比固态断路器SSCB 便宜。尽管如此，它们仍然容易因重复使用而磨损，并且需要与重置或更换相关的昂贵的手动维护。随着电动汽车采用率的不断提高，对断路器和SiC碳化硅MOSFET器件的需求将继续增长，从而使SiC碳化硅MOSFET的成本竞争力日益增强，并增加SiC碳化硅MOSFET在 SSCB 解决方案中使用的吸引力。随着SiC碳化硅MOSFET工艺技术的进步，SiC碳化硅MOSFET的导通电阻进一步下降，达到与机械断路器相当的水平，功率损耗将变得不再是问题。由基于SiC碳化硅MOSFET的器件构建的 SSCB 具有快速开关、无电弧以及通过零维护显着节省成本等优点，将会加速替代升级现有的机械断路器。