【導讀】在設計功率轉換器的過(guò)程中需要權衡大量參數。UnitedSiC通過(guò)自己的FET-JET計算器和多種零件讓評估變得簡(jiǎn)單易行。
平衡行為在生活中無(wú)處不在，這讓決策變得困難。如果涉及金錢(qián)，則會(huì )引入另一個(gè)維度，比如如果我購買(mǎi)電動(dòng)車(chē)，多花的錢(qián)能不能帶來(lái)回報？多長(cháng)時(shí)間能回報？減少CO2排放有多大價(jià)值？什么型號殘值最高？決定因素可能是主觀(guān)的，并會(huì )動(dòng)態(tài)變化，但是當您選擇半導體進(jìn)行電動(dòng)車(chē)功率轉換器設計時(shí)，您會(huì )希望您的選擇更科學(xué)。
如果您做出明智選擇，并決定使用UnitedSiC生產(chǎn)的寬帶隙SiC FET，就需要進(jìn)行權衡考慮，如考慮并聯(lián)器件的數量和額定值、開(kāi)關(guān)頻率、運行模式、效率目標、可接受的結溫上升、導電損耗和開(kāi)關(guān)損耗的分攤、成本等等。外部因素通常也會(huì )縮小選擇范圍，例如，3.6kW的圖騰柱功率因數校正級，它用于電動(dòng)車(chē)充電器中，通常能生成400V電壓，在60kHz左右運行，在持續導電模式下有20%左右的電感電流紋波。鑒于這些條件，“快速”支路中的750V SiC FET由于低損耗而成為出色的選擇，導通電阻低至6毫歐。在現實(shí)生活中，成本永遠是一個(gè)問(wèn)題，因此我們是否可以放棄控制部分損耗以讓零件的成本更低？UnitedSiC利用在線(xiàn)FET-JET計算器讓評估變得簡(jiǎn)單易行，它允許您從眾多功率轉換拓撲結構和運行條件中進(jìn)行選擇，進(jìn)而計算不同器件的開(kāi)關(guān)損耗、導體損耗和溫度上升。您可以選擇并聯(lián)零件的數量并指定散熱性能。
為了提供盡可能多的選擇，UnitedSiC提供的第四代750V器件共有8個(gè)導通電阻性能點(diǎn)，電阻為6至60毫歐。將這些參數的最適宜的值連同我們所選的條件輸入FET-JET計算器，就會(huì )得出下圖以及一些有趣的結果。
從18毫歐器件（UJ4C075018K4S）到23毫歐器件（UJ4C075023K4S）沒(méi)有任何效率降低，因為雖然導電損耗增加了，但是開(kāi)關(guān)損耗的降低幅度更大。然而器件成本比電阻較低的零件節約了20%。也許33毫歐器件（UJ4C075033K4S）是一個(gè)好選擇，它的效率下降0.1%，多損耗36W，但是開(kāi)關(guān)成本降低了40%。在相同散熱條件下，結溫上升6°C左右，但是仍然只有102°C左右。60毫歐器件（UJ4C075060K4S）的成本不到考慮的最佳SiC FET的一半，代價(jià)是多損耗22W，結溫達到122°C?？梢钥紤]使用更好的散熱，實(shí)現成本與器件類(lèi)型和升溫之間的權衡，但是在電動(dòng)車(chē)應用中，額外的體積和重量是一個(gè)不利因素。
可以考慮其他選項，如兩個(gè)60毫歐類(lèi)型器件并聯(lián)，總電阻會(huì )減半，同時(shí)增加開(kāi)關(guān)損耗，但是降低總體熱阻，從而導致結溫上升幅度較小，且取決于溫度的導通電阻的上升幅度較小。此時(shí)，FET-JET計算器是您的朋友，歡迎在不同導通電阻級別和散熱選項下嘗試多個(gè)器件。您甚至可以找到臨界點(diǎn)，在該點(diǎn)，最低損耗組合與較高成本的器件可以切實(shí)將散熱降低至一定級別，例如不必使用液冷的級別，目前，液冷成本比額外的開(kāi)關(guān)成本更高。
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