你会学到什么：
- 关键规格与其他新IGBT分开。
- 什么是续流二极管？
- 在硅中使用SiC的多个好处。
随着汽车制造商和1S努力开发更高效的系统，它们正在扩大各种车辆转换器和逆变器电路中使用的功率半导体的类型。反过来，半导体供应商通过开发低损耗碳化硅（SiC）和传统的硅功率器件来贡献。
上周，例如，罗门哈斯宣布新的RGWXX65C系列混合IGBTS，具有集成的650V SiC肖特基势垒二极管（SBD）。绝缘栅双极晶体管（IGBT）有助于更高的高电压和高电流应用的效率和节能。IGBT的价值来自其快速变化的开关能力及其高效率的组合，可节省能源，同时保持性能。
RGWxx65C系列采用Rohm公司的低损耗SiC肖特基势垒二极管在IGBT的反馈块作为一个自由旋转二极管，几乎没有恢复能量，因此最小的二极管开关损耗(图1)．一个自由旋转的二极管被用来保护电路免受由于流过电路的电流突然减少而造成的损坏。它也被称为反激式二极管。
此外，由于IGBT在接通模式下不需要处理恢复电流，降低了IGBT的接通损耗。根据Rohm的研究，当用于汽车充电器时，这两种效应加在一起，比传统igbt的损耗降低了67%，比超结mosfet的损耗降低了24%。这导致了更低的功耗。
你会注意到图2.三个新部件的系列不同于集电极电流(Ic），范围为30至50 A. IGBT电路有三个名为收集器（C），门（G）和发射器（E）的端子。收集电流表示将采用其额定温度的连接电流水平。在典型操作中，在收集器和发射器之间施加电压。这导致电流从收集器流到发射器。当发生电流过载时，收集器电流迅速上升，直到它超过设备可以通过所施加的栅极电压维持。
混合igbt的特点是集成了650 v SiC肖特基势垒二极管。总电容电荷QC)，在实现高速切换操作的同时，降低了切换损耗。此外，与硅基快速恢复二极管(frd)不同，其反向恢复时间(tRR）随着温度的增加，SIC器件保持恒定的特性，从而提高性能。
碳化硅的优势
与硅相比，SiC零件具有更优越的材料优势，如更宽的带隙、更高的导热系数和更高的临界击穿场强。这些器件能够在高电压、高频率和较高的结温下工作，从而减少热沉降。这一点很重要，因为当硅基器件的面积变得更小时，就更难提取电转换过程中产生的热量。碳化硅的散热效果更好。
SiC肖特基二极管也可以替换逆变器中的SI二极管。通过用SiC肖特基二极管对应物替换Si二极管，逆变器的损耗应大大降低。因此，与硅功率器件相比，预期SiC电源器件对逆变器效率，重量，体积和可靠性产生重大影响。
由于SiC肖特基二极管具有可忽略的反向恢复，它们不像Si二极管那样对主开关施加那么大的压力。因此，可以在更高的开关频率下运行Si-SiC混合逆变器。
Rohm混合IGBT器件符合AEC-Q101汽车可靠性标准，非常适合处理高功率的汽车和工业应用，如电动汽车上的车载充电器和dc-dc转换器。
通过回顾，在电动汽车中，VAC电源从插座中取出，在汽车中转换成直流电源，然后用来给电池充电。该充电器的电源块由一个交直流前端和一个dc-dc变换器组成，为电池提供充电电压。这种应用的关键因素是高效率、高功率密度和提供双向能量流。SiC技术符合所有这些要求。
除了这些混合igbt, Rohm还提供使用硅frd作为自由旋转二极管的产品，以及不使用自由旋转二极管的产品。公司不仅专注于碳化硅功率器件的产品和技术开发，而且还专注于硅产品和驱动芯片。Rohm的网站上提供了一系列的设计支持材料，包括仿真(SPICE)模型和驱动电路设计的应用说明。混合igbt的样品现已上市，并计划于2021年12月进行大规模生产。
