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更多SiC FET选项意味着能更灵活地选择划算的解决方案

发布时间:2022-03-19 来源:UnitedSiC 责任编辑:wenwei

【导读】在设计功率转换器的过程中需要权衡大量参数。UnitedSiC通过自己的FET-JET计算器和多种零件让评估变得简单易行。


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平衡行为在生活中无处不在,这让决策变得困难。如果涉及金钱,则会引入另一个维度,比如如果我购买电动车,多花的钱能不能带来回报?多长时间能回报?减少CO2排放有多大价值?什么型号残值最高?决定因素可能是主观的,并会动态变化,但是当您选择半导体进行电动车功率转换器设计时,您会希望您的选择更科学。


如果您做出明智选择,并决定使用UnitedSiC生产的宽带隙SiC FET,就需要进行权衡考虑,如考虑并联器件的数量和额定值、开关频率、运行模式、效率目标、可接受的结温上升、导电损耗和开关损耗的分摊、成本等等。外部因素通常也会缩小选择范围,例如,3.6kW的图腾柱功率因数校正级,它用于电动车充电器中,通常能生成400V电压,在60kHz左右运行,在持续导电模式下有20%左右的电感电流纹波。鉴于这些条件,“快速”支路中的750V SiC FET由于低损耗而成为出色的选择,导通电阻低至6毫欧。在现实生活中,成本永远是一个问题,因此我们是否可以放弃控制部分损耗以让零件的成本更低?UnitedSiC利用在线FET-JET计算器让评估变得简单易行,它允许您从众多功率转换拓扑结构和运行条件中进行选择,进而计算不同器件的开关损耗、导体损耗和温度上升。您可以选择并联零件的数量并指定散热性能。


为了提供尽可能多的选择,UnitedSiC提供的第四代750V器件共有8个导通电阻性能点,电阻为6至60毫欧。将这些参数的最适宜的值连同我们所选的条件输入FET-JET计算器,就会得出下图以及一些有趣的结果。


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从18毫欧器件(UJ4C075018K4S)到23毫欧器件(UJ4C075023K4S)没有任何效率降低,因为虽然导电损耗增加了,但是开关损耗的降低幅度更大。然而器件成本比电阻较低的零件节约了20%。也许33毫欧器件(UJ4C075033K4S)是一个好选择,它的效率下降0.1%,多损耗36W,但是开关成本降低了40%。在相同散热条件下,结温上升6°C左右,但是仍然只有102°C左右。60毫欧器件(UJ4C075060K4S)的成本不到考虑的最佳SiC FET的一半,代价是多损耗22W,结温达到122°C。可以考虑使用更好的散热,实现成本与器件类型和升温之间的权衡,但是在电动车应用中,额外的体积和重量是一个不利因素。


可以考虑其他选项,如两个60毫欧类型器件并联,总电阻会减半,同时增加开关损耗,但是降低总体热阻,从而导致结温上升幅度较小,且取决于温度的导通电阻的上升幅度较小。此时,FET-JET计算器是您的朋友,欢迎在不同导通电阻级别和散热选项下尝试多个器件。您甚至可以找到临界点,在该点,最低损耗组合与较高成本的器件可以切实将散热降低至一定级别,例如不必使用液冷的级别,目前,液冷成本比额外的开关成本更高。



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