碳化硅微粉功率器件為何成為新能源汽車的喜愛
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更新時間：20/06/18 09:28:06 來源：
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1. 高功率密度，降低功率模塊體積
由于碳化硅器件與硅器件相比，有更高的電流密度。在相同功率等級下，碳化硅功率模塊的體積顯著小于硅基IGBT模塊。技術人員在一場演講會上公開表達了對SiC的期待，他所強調的碳化硅功率器件的優點之一就是能實現功率模塊的小型化。以IPM為例，估計利用碳化硅功率模塊，體積可縮小至硅功率模塊的2/3-1/3。
2. 低功率損耗，提高系統效率或工作頻率
提高能源利用效率對許多廠商來說是令人頭疼的難題。而碳化硅器件具有大幅提高設備的能源利用效率的特質。碳化硅功率模塊與采用硅基IGBT的功率模塊相比，可將開關損失降低85%(如圖二所示)。
另外，可實現100kHz以上的高速開關，開關頻率可高達硅基IGBT模塊的10倍以上。提高開關頻率將顯著的減小電感器、電容器等周邊部件的體積和成本。
3. 良好的高溫穩定性，顯著減小散熱器體積和成本
由于
碳化硅微粉器件的能量損耗只有硅器件的一半，發熱量也只有硅器件的一半;另外，碳化硅器件還有非常優異高溫穩定性，因此，散熱處理也更加容易進行，不但散熱器可以顯著減小，還可以實現逆變器與馬達的一體化。
圖3 為采用SiC SBDs的小功率EV 車載逆變器散熱片體積和采用傳統Si基半導體器件散熱片體積的對比，可看出，采用SiC SBDs 器件散熱片的體積大大減小[3]。
目前電動汽車一般包含兩套水冷系統，一套是馬達冷卻系統，另一套是逆變器等電子設備的冷卻系統。通過采用碳化硅器件實現逆變器、馬達一體化不但可以縮短逆變器與馬達之間的布線距離，還能整合以往逆變器和馬達需要分別配置的水冷卻系統，重量和體積大為降低。
基于上述原因，SiC器件也被美寓為“重環保時代的關鍵元件”。SiC功率半導體已成為節能、高效、環保的代名詞。為此，汽車業界對SiC的期待十分迫切，汽車表示“SiC具有與汽油發動機同等的重要性”。
