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Fonctionnement du dispositif à haute puissance 5-3-2

Technologie 5.silicon de carbure

Fonctionnement du dispositif à haute puissance 5-3-2

2018-01-08

le champ de claquage élevé et la conductivité thermique élevée de sic couplé avec la haute jonction opérationnelle

les températures permettent théoriquement des densités et des rendements extrêmement élevés

dispositifs. le champ de rupture élevé de sic par rapport au silicium permet à la région de tension de blocage d'un

dispositif d'alimentation d'environ 10 fois plus mince et 10 fois plus lourd, ce qui permet de

diminution bénéfique de la résistance de blocage à la même tension nominale. énergie significative

les pertes dans de nombreux circuits de système haute puissance en silicium, en particulier la commande par moteur à commutation dure et la puissance

circuits de conversion, proviennent de la perte d'énergie de commutation à semi-conducteurs. tandis que la physique de

perte de commutation de dispositif à semi-conducteurs sont discutés en détail ailleurs, la perte d'énergie de commutation est

souvent fonction du temps d'arrêt du dispositif de commutation à semi-conducteurs, généralement défini comme

intervalle de temps entre l'application d'un biais d'arrêt et le moment où l'appareil coupe la plupart des

du flux de courant. en général, plus un appareil s'éteint rapidement, plus sa perte d'énergie est réduite

circuit de conversion de puissance. pour des raisons de topologie de l'appareil discutées dans les références 3,8, et 19-21, sic

Un champ de claquage élevé et un bandgap à large énergie permettent une commutation de puissance beaucoup plus rapide que possible

dans des dispositifs de commutation de puissance de silicium à tension nominale comparable à un ampèremètre. le fait que le fonctionnement à haute tension

est réalisé avec beaucoup plus minces régions de blocage en utilisant sic permet une commutation beaucoup plus rapide (pour des

tension nominale) dans les structures de dispositifs de puissance unipolaire et bipolaire. par conséquent, le pouvoir basé sur sic

les convertisseurs pourraient fonctionner à des fréquences de commutation plus élevées avec une efficacité beaucoup plus grande (c'est-à-dire, moins de commutation

perte d'énergie). fréquence de commutation plus élevée dans les convertisseurs de puissance est hautement souhaitable, car il

permet l'utilisation de plus petits condensateurs, inducteurs et transformateurs, ce qui peut réduire considérablement

la taille, le poids et le coût du convertisseur de puissance.


tandis que la plus petite résistance de sic et une commutation plus rapide aide à minimiser la perte d'énergie et la génération de chaleur,

La conductivité thermique élevée de sic permet une élimination plus efficace de l'énergie thermique résiduelle

dispositif. parce que l'efficacité du rayonnement de l'énergie thermique augmente considérablement avec l'augmentation de la différence de température

entre l'appareil et le refroidissement ambiant, la capacité de sic à fonctionner à des températures de jonction

un refroidissement beaucoup plus efficace, de sorte que les dissipateurs thermiques et les autres dispositifs de refroidissement de l'appareil (c'est-à-dire, le ventilateur

refroidissement, liquide de refroidissement, climatisation, radiateurs de chaleur, etc.) généralement nécessaire pour garder les dispositifs de forte puissance

de la surchauffe peut être fait beaucoup plus petit ou même éliminé.


alors que la discussion précédente a porté sur la commutation de haute puissance pour la conversion de puissance, beaucoup de

les mêmes arguments peuvent être appliqués aux dispositifs utilisés pour générer et amplifier les signaux RF utilisés dans les

applications de communication. en particulier, la tension de claquage élevée et la conductivité thermique élevée

couplé avec la vitesse élevée de saturation de support permettent aux dispositifs à micro-ondes sic de gérer une puissance beaucoup plus élevée

densités que leurs contreparties silicium ou gaas rf, malgré l'inconvénient de sic dans le transporteur à faible champ

mobilité.

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