什么是 SiC 功率模块？

碳化硅功率模块

SiC 功率模块

丹佛斯为工业、电动汽车和能源应用提供了种类多样的创新定制 SiC 功率模块解决方案。

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如今，功率半导体使用最广泛的材料是硅。硅的生产成本不高，技术也很成熟。但也还存在其他的材料，即“复合功率半导体”，如碳化硅和氮化镓等，这些材质的导电效率更高。这意味着可以减少任何能量在转换过程中通过热量损失的能量，因此具备了更多优势，包括减少了所需的成本高昂的冷却系统以及电力电子单元的大小和重量。

了解更多有关 SiC 功率模块的基本概念及其工作原理，以及为什么在特定应用中首选 SiC。

碳化硅 (SiC) 的存在年限比我们的太阳系更古老，最早发现于 46 亿年前的陨石中。但是直到现在，SiC 的工业化程度才让其能够在功率半导体生产中的商业和技术方面与硅相竞争。

碳化硅与硅 (Si) 和碳 (C) 结合具有独特的电气特性，能够为多种应用打造高性能半导体。

碳化硅功率模块是使用碳化硅半导体作为开关的功率模块。 

碳化硅功率模块用于转换电能，转换效率高 — 功率是指电流和电压的乘积。

碳化硅半导体带隙宽，用于 MOSFET 中时，开关损耗极低，因此相较于普通的硅器件，可允许更高的开关频率。同时，与传统的硅半导体相比，碳化硅半导体能够在更高的温度和更高的电压下工作。

SiC 功率半导体具有关键的效率特性，能够降低成本，同时提高多种应用中的系统性能，如电动汽车充电器、太阳能逆变器、电动汽车电机驱动器等，预计其使用将呈指数级增长。

与基于 IGBT 的电源模块相比，SiC 具有以下几个优势： 

  • 开关速度更快即意味着开关损耗更低，对无源元件的需求更少，从而减少了系统面积
  • 适用于高开关频率的应用
  • 高阻断电压 
  • 结温更高
  • 高电流密度意味着更高的密实度和更高的功率密度

您知道吗？

为协助满足全球对碳化硅 (SiC) 功率模块日益增长的需求，丹佛斯在德国慕尼黑成立了一个 “SiC 卓越中心”，包括了多个办事处和 600 m² 实验室。除了半导体的认证与开发和不同测试场景，新的实验室也有资格且配备了高达 400kW 的高功率测试。

“SiC 卓越中心”的目的是在各类需要 SiC 功率模块的客户项目中，为定制功率模块和功率堆栈的发展提供支持。此外，SiC 研究小组还在研究未来的新型功率模块，包括快速开关 SiC 半导体及其开关行为。