0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

SiC评估板好不好看了就知道

环球半导体 来源:股吧 作者:股吧 2020-10-13 09:45 次阅读

近几年,在电力电子领域,以SiC和GaN为代表的宽禁带半导体很热。各大科技媒体争相报道它们有这样那样的好处,例如SiC耐高电压和高温;GaN的开关频率很快,可以缩小变压器尺寸,从而实现小体积。同时,它们还有一个很大的特点,就是高效率——可以轻松满足业界所提出的最新能效要求。

前不久,EDN从英飞凌打听到他们家新推出了一款SiC评估板。于是不假思索地向他们提出,能不能拿块过来做个评测,看看效率是否有声称的那么好。英飞凌很爽快地答应了这个请求;一周后EDN就顺利地拿到了板子(如下),在此首先表示感谢!

然而,当拿到评估板,根据产品名称“3300W CCM bi-directional totem pole PFC”查询到应用笔记后,EDN傻了眼,这块板子评测起来至少需要用到交流电源、直流电子负载、功率分析仪/万用表示波器和热像仪等五种仪器。不得已,只好再次联系英飞凌,看他们深圳办公室的实验室是否能够能向EDN开放。 该公司在了解到我们的需求后,表示这些东西他们家应有尽有,于是又一次答应了我们的请求,并且还很贴心地给我们配备了一名技术专家——宋清亮(Owen),来协助我们完成评测,在此再次表示感谢! 在敲定好拜访时间后,EDN拿着板子来到了英飞凌在深圳的办公室。以下是评测视频。

1SiC评估板里的主要子电路和元器件

首先来看一下这款评估板里所包含的主要子电路和关键元器件。

电路板布局包括:右上角是EMI滤波电路,它包含几颗共模电感安规电容(X和Y)、NTC热敏电阻,以及交流电输入接线端子保险丝和继电器。左上角的两块子电路板分别是偏置板(辅助电源)和控制板:偏置板是一块准谐振反激式开关电源,用来为风扇、MOS管栅极驱动控制电路供电;控制板则用来实现电压、电流和极性检测,以及确保无桥图腾柱拓扑能够正确工作。

剩余的部分就是无桥图腾柱本身了。它包括PFC扼流圈、大电解电容,以及贴在散热器两边的分别两颗SiC和Si MOS管。 宋清亮告诉EDN,前两天他也正好拿到相同的板子,对它进行了测试。他补充说,这个电路板是一级PFC,效率达99%。由于采用了SiC MOSFET作为功率开关,因此使用了电流连续模式(CCM)图腾柱无桥PFC拓扑。这里需要说明的是:由于CCM图腾柱拓扑在每个开关周期内续流管的体二极管都要经历硬换流(二极管在导通过程中由于被突然施加反压而强制关断),因此传统硅MOSFET是无法可靠应用于该拓扑的。 由于只有一级PFC电路,因此我们主要可以测的指标有效率、功率因数和发热。

2各负载点下的效率

首先来看效率——这块板子的满载输出功率为3.3kW,半载时可达最大效率。这里可以用功率分析仪或万用表来测,为了方便,我们选用功率分析仪来测。我们从0.5A输出电流(0.2kW输出功率)开始成倍数地增加负载(详细测试请见视频)。

7.5A(3kW)时的效率 随后,宋清亮把测试过的效率数据分享给了EDN,如下图所示。两条曲线的数据分别来自功率分析仪和万用表。他告诉EDN,测试仪器有一定误差,这里万用表的精度比功率分析仪要高,所以曲线偏上。由此可见,在半载情况下,这块电路板确实能够达到99%以上的效率。

3功率因数

下面来用示波器测功率因数(详细测试过程请见视频)。顺便提一下,由于采用图腾柱无桥PFC拓扑,电流可以双向流动,因此有整流器(PFC)和逆变器两种工作模式选择(双向),这也是图腾柱拓扑所固有的特性。 在电流值比较小时,电流和电压的相位关系还算不错,但电流波形不太漂亮。随着负载加大,电流的正弦性得到改善,功率因数也就得到提高。

4发 热

最后再来看发热情况。我们把风扇去掉,让板子在满载情况下持续工作,大约20分钟后,温度达到最大值。

宋清亮告诉EDN,相比Si和GaN来说,SiC耐高温性能更好,其Rds(on)随温度变化更小,因此在发热测试中所受到的效率损失很小。 SiC的频率确实做不到GaN那么高,因此没有体积上的优势。但是,它的特性(易用性)最像IGBT,并且不存在IGBT那样的拖尾电流现象。同时,SiC MOSFET由于开启门限电压较高(~4V),并且在关断过程中由于漏极电压变化引起的dv/dt 在栅极上所引起的感应电压很低,因此采用SiC MOSFET不需要采用负压关断,也就不需要在变压器上多绕一个线圈来提供负压,可以节省成本,这是工程师最喜欢的。此外,IGBT达不到这么高的效率,这就是SiC的优势。

另外,他补充道,实际应用的电路板也不一定要做到这么大。比如,这里有四颗电解电容,是为了满足掉电保持时间的要求而设置的——如果没有这方面要求,只要用到两颗就够了。

又比如,通常来说,PFC电路是AC/DC电源的第一级,其后往往还有一级隔离的DC-DC电源,因此在实际产品中,PFC的输出是不需要有共模电感的。这块评估板为了测试EMI的性能,在输出增加了共模电感,这就增加了尺寸和降低了效率(共模电感也有功耗)。

总之,对于AC/DC电源,如果采用CCM图腾柱拓扑和SiC MOSFET,其PFC级可以实现比评估板还要高的效率和功率密度。
责任编辑人:CC

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • SiC
    SiC
    +关注

    关注

    27

    文章

    2372

    浏览量

    61365
  • 评估板
    +关注

    关注

    1

    文章

    382

    浏览量

    29010

原文标题:SiC实物评测:是否有传说的那么好?

文章出处:【微信号:Global-Semiconductor,微信公众号:环球半导体】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    单片机跑Freertos怎么样?

    单片机跑Freertos好移植么?参考资料好不好找?
    发表于 03-25 15:22

    插拔类的接线端子,要测试多次吃插拔才算成功

    1、插拔类的端子好不好
    发表于 03-25 14:28

    连接评估EVAL_3K3W_BIDI_PSFB和EVAL_3K3W_TP_PFC_SIC,但是GUI无法识别评估是为什么?

    我正在尝试连接评估 EVAL_3K3W_BIDI_PSFB 和 EVAL_3K3W_TP_PFC_SIC,但是 GUI 无法识别评估
    发表于 01-19 07:53

    GPS信号如何调试?如何知道抓星位置好不好

    GPS信号如何调试,如何知道抓星位置好不好
    发表于 10-18 08:26

    摇表怎么测接地线好不好

    摇表是一种用于测量电路接地线连接的工具,其使用简便,操作方便,而且测量结果准确可靠。接地线是电路中非常重要的一部分,其正确连接对于电路的正常工作至关重要。在进行接地线连接之前,我们需要先测量接地线的连接情况,以确保连接的可靠性。 一、摇表的工作原理 摇表是一种利用电磁感应原理来检测接地线是否连接可靠的电器测量仪器。其工作原理与电磁铁的工作原理相似,即当铁芯周围的磁感应线圈通电时,会激发出电磁场,从而引
    的头像 发表于 09-13 11:28 2613次阅读

    好多人问,必须正式介绍一下:deepin-IDE

    ,所以整个界面由研发人员“原生”设计,非常时(朴)尚(素),至于好不好看呢,文末有功能预览图,大家看了再说。
    的头像 发表于 09-04 16:34 446次阅读
    好多人问,必须正式介绍一下:deepin-IDE

    变压器为什么要增容 变压器增容好不好办理

    变压器为什么要增容 变压器增容好不好办理  1. 变压器为什么需要增容? 变压器是一种电气设备,用于将电力系统中的电能从一种电压水平转换为另一种电压水平。在实际应用中,变压器经常会出现额定容量不足
    的头像 发表于 08-31 15:52 2120次阅读

    贴片线绕电感怎么判断质量好不好

    贴片线绕电感怎么判断质量好不好 编辑:谷景电子 贴片线绕电感是电感产品中特别重要的一种,它的质量好坏对整个电路的稳定运行有着非常直接的影响。那么。你知道如何识别贴片线绕电感的质量好坏吗?今天
    的头像 发表于 08-23 21:27 419次阅读
    贴片线绕电感怎么判断质量<b class='flag-5'>好不好</b>

    人工智能技术应用好不好

    人工智能技术应用好不好 近年来,在人类社会的各个领域,人工智能技术正越来越广泛地应用。这种技术旨在让机器具备类似人类的思维能力,使它们能够像人一样完成复杂的任务,甚至在某些方面比人要更强大。但是
    的头像 发表于 08-17 12:37 280次阅读

    人工智能计算器好不好

    人工智能计算器好不好?这是一个非常值得探究的问题。在本文中,我们将探讨人工智能计算器的优点和缺点,同时也会分析它对我们日常生活和工作的影响。 首先,让我们来看看人工智能计算器的优点。第一个优点显然是
    的头像 发表于 08-15 16:07 827次阅读

    小型贴片功率电感感量较大究竟好不好

    谷景科普小型贴片功率电感感量较大究竟好不好 编辑:谷景电子 在电子设备的设计和制作过程中,电感器是不可或缺的元件。在这之中,小型贴片功率电感就是一种常见的电感器件,主要使用于滤除异响和不良信号。然而
    的头像 发表于 07-18 22:02 358次阅读

    如何选择选择示波器的带宽

    俗话说,示波器是工程师的眼睛,“眼睛”好不好直接影响到我们对电子世界的观察。
    发表于 06-30 17:22 3041次阅读
    如何选择选择示波器的带宽

    一文详解EDA芯片设计流程

    整个实现阶段,可以概括成玩EDA 工具及基于EDA 工具的方法学,EDA 工具无疑是实现阶段的主导,一颗芯片做得好不好,在实现阶段之前基本取决于工程师的能力强不强,而在实现阶段之后基本取决于EDA 工具玩得好不好
    发表于 06-07 11:43 1723次阅读
    一文详解EDA芯片设计流程

    大家觉得示教器好不好用?

    示教器怎么设计最好用? 机器人编程,看是一种程序设计,实际上更多的是建模数据设计。 所以, 示教器更接近3d建模最好,例如,一定要有sin,cos等三角形和圆形计算按钮。 我的三角形学得很烂,就不多说了。 要说编程功能的话,一定要有api表,可以一键调用。 我没有上过机,如果说错了请不要介意。
    发表于 05-24 15:32

    UWB技术好不好

    UWB,就是Ultra Wideband,超宽带技术。 它源于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术。 了解通信的同学都知道,一般的通信体制都是利用一个高频载波来调制一个窄带信号,通信信号的实际
    的头像 发表于 05-06 17:52 994次阅读
    UWB技术<b class='flag-5'>好不好</b>?