Page 33 - 碳排法規啟動 電源技術助用電大戶渡難關

其很合適車用要求。採用SiC元件也 可以使OBC和DC/DC轉換器的功率 密度進一步得到提升，減少體積和重 量。對於800V系統，這種優勢尤其突 出。由於高速壓縮器的使用，開關頻 率需成倍增加，矽基IGBT已難滿足這 種要求，目前來看SiC已成唯一選擇。
IC已通過AEC-Q100認證，可在125°C 結溫下提供8A驅動，並且可在不使用 推動級的情況下支援輸出功率在數 百 千 瓦 以 內 的 6 0 0 V 、 6 5 0 V 、7 5 0 V 和 1,200V IGBT和SiC逆變器設計。
SiC將並存。 GaN元件受限於目前2D的平面
Soitec在不斷增加對SmartSiC 技術的投入，因為其超低電阻率能 夠幫助晶圓片實現更好的性能和更 高的表面品質和平整度，進而更好 地提高良率。據Boudre稱，SmartSiC 已經為SiC元件製造商創造了巨大的 價值。在系統等級上，晶片可增加至 40mm2，從而進一步節省成本。基 於SmartSiC技術的SiC元件能效更 高，可用於電動車動力系統的牽引逆 變器或車載充電器。
除了傳動系統，Innoswitch3 元件還可用於牽引逆變器MOSFET 或IGBT驅動器的30W應急電源 (EPS)。在車輛行駛過程中，車載 12V電池如果出現故障，EPS可使 牽引逆變器繼續工作。當發生故障 時，InnoSwitch-3 IC直接從大功率 電池母線上取電，該母線本身將被 板載安全放電電路迅速降低到低於 SELV 60V的閾值。為了提供額外的裕 量，應急電源必須能夠在400V電池母 線電壓降至約30V時繼續正常工作。
型結構及裸晶面積，在高壓和低導通 電阻之間難以做到兩全齊美，而且沒 有雪崩能力。因此，GaN目前的應用 多集中在手機充電、伺服器和網路通 訊設備電源、無線電發射，以及光達 (LiDAR)等領域。在這類應用中，GaN 主要是替代矽MOSFET。
據葉忠表示，目前瞻芯已有 多款SiC元件推向汽車應用，其中 17mOhm/1,200V裸晶已被中國多家 車廠用於模組開發;17mOhm/1,200V TO-247單晶片與比鄰驅動IVCR1412 配套，也被用於大功率多管並聯的 電驅開發;比鄰驅動IVCR1401/1402 則與80mOhm/1200V TO-247-4 SiC MOSFET配套用於車載OBC和空壓 機設計。
PI正在開發新的基於GaN的元 件，以應對從400V~800V母線系統 的轉變。這種提高母線電壓的趨勢具 有明顯的優勢，包括縮短電池充電時 間、提 高 驅 動 效 率、降 低 銅 成 本，以 及減輕牽引驅動的重量。這種改變還 可讓牽引馬達具有更高的功率密度， 這已經在高性能車輛及商用卡車/貨 車中得到了驗證，這些車輛需要更高 的加速度和更大的承載力。
垂直型SiC元件是3D的，由於電 流的垂直流動，其汲極不佔據元胞面 積，還可以透過加厚磊晶層來提高耐 壓。因此，SiC更合適高壓和大電流應 用，如太陽能逆變器、UPS、大馬達驅 動、固態變壓器、智慧電網、儲能、工 業高頻加熱、工業切割焊接、軌道交 通、醫用MRI/CT，以及軍用聲納雷達 EMI等。在這類應用中，SiC主要是替 代矽IGBT。
針對SiC驅動系統應用，Bailey 強調PI的SCALE iDriver閘極驅動IC可 提供最大峰值輸出門極電流且無需 外部推動，經過設定後可支援不同的 閘極驅動電壓，以滿足SiC-MOSFET 的需求。其FluxLink技術可省去壽命 相對較短的光電元件和相關補償電 路，從而增強系統運作的可靠性，同 時降低系統的複雜度。SCALE-iDriver
基於第三代半導體的其他應 用創新
半導體材料的更新換代會帶來 功率元件開關特性質的飛躍。可以 這麼說，幾乎所有矽半導體的功率轉 換應用都適用於第三代半導體GaN 和SiC。在低於650V的應用中，GaN 比較合適，而高於650V的應用則SiC 比較合適，在650V的應用中，GaN和
目前，無論SiC還是GaN，都還處 於應用的初期。隨著元件製程技術的 進一步成熟和成本降低，它們將有更 廣泛的用武之地，從而在雙碳目標的 實現中發揮更大價值。
SPOTLIGHT 31
相關新聞
「低碳時代」AC/DC電源的新 趨勢
隨著以碳達峰、碳中和為目標的 「低碳時代」到來，AC/DC開關 電源朝小型化、高頻化、高整合、 高密度的發
展已勢不可 擋。
2022年02月 | www.eettaiwan.com