UnitedSiC的FET-Jet计算器让SiC FET选择过程不再充满猜测

为电源设计选择初始半导体开关可能是一件繁杂的工作。UnitedSiC的新FET-Jet CalculatorTM可以简化这项工作并准确预测系统性能。

电源设计工具正在不断改进，且在调整、效率和所致损耗方面，模拟能输出越来越准确的波形和性能。不过有一个小问题：模拟只能处理您让它处理的内容。软件则比较聪明，但是也不会为您选择功率晶体管，它肯定不会告诉您，您的选择是否是最优的，甚至是否会在正常电路应力下出现故障。

设计师非常了解要使用的开关技术，他们不会为MHz开关选择IGBT，也不会为大功率牵引应用选择硅MOSFET，因此，也许他们会做出明智选择并在一开始就考虑采用UnitedSiC SiC FET，利用它近乎理想的开关性能和低导电损耗。SiC FET的可用品种很多，有各种额定电压、导通电阻和封装样式而且总是可以选择并联零件。您可以找到实现某种性能和成本的最适宜的SiC FET，但是，此前，这意味着要通过模拟进行冗长的迭代或使用不同零件进行台试。而现在，UnitedSiC的在线FET-Jet计算器彻底改变了这一点。

该计算器能辅助初始零件选择。这是一款无需任何注册的免费工具，支持设计师选择应用、拓扑、电气设计参数和环境温度，然后在选定额定散热值下迅速试用UnitedSiC的SiC FET系列中的器件和二极管。它能立即计算出包括整体效率在内的关键性能结果，还会分别算出组件能耗，并分成动态损耗和导电损耗，还能算出结温和电流应力水平。如果得出的电压超过所选零件的额定值，它会发出警告。

进一步了解会发现，可以选择的应用有交流转直流前端应用以及隔离或非隔离直流转换器。在每个应用中，都可以从最流行的拓扑结构中进行选择。例如，在交流转直流类别中，可以选择传统升压型功率因数校正电路、图腾柱功率因数校正电路、Vienna整流器或两电平电压源逆变器。在非隔离直流转换类别中，可以选择包含或不含同步整流的降压或升压拓扑以及三电平升压拓扑。在隔离直流转换类别中，可以选择广受欢迎的LLC转换器，包括半桥或全桥以及能控制相移的相移全桥或双有源桥。如有需要，它可支持包括连续导通模式（CCM）和临界导通模式（BCM）在内的多个导通模式。

可以从下拉菜单中选择UnitedSiC系列的SiC FET和二极管。下拉菜单会定期更新，增加最新发布的器件。它有一个很有用的功能，单击器件链接可以转到产品页面，页面中有数据表和SPICE模型的链接。显示的器件列表可以按照额定电压、封装和系列进行排序，还会有滑块将选择范围限制在额定电流范围内。

示例是表明计算器能力的最佳方式，如果我们在隔离直流转换部分选择相移全桥拓扑，我们会看到以下屏幕。

图1：UnitedSiC FET-Jet计算器的示例截图

在这里，我们选择了800V输入电源对应400V/12kW输出。开关频率设置为80kHz，以PSFB拓扑特定的参数作为输入，如想要的峰值间电感纹波电流、最大初级相移、最大占空比损耗、变压器初级电容和匝比。可以指定散热器的最高温度以及从开关经隔离垫到散热器的热阻。请注意，器件导通电阻和从结到壳的热阻可以设置为“典型”，也可以设置为“最大”，以便针对最坏情况进行分析。

选择UF3C120080K4S器件时，计算器会立即返回前向和反向开关电流的平均值和均方根值，以及导电损耗和开关损耗的完整明细，得出半导体会有非常好的99.25%的整体能效。现在，您可以随意使用计算器并看看选择其他器件或运行条件的效果。例如，在使用相同SiC FET的情况下，将开关频率提高至200kHz会让损耗提高19%，但是进一步计算可能会表明，随之而来的好处是磁性元件会小得多，这可能就是半导体损耗较高的原因。尝试让功率翻倍至24kW，这时会出现红色警告，表明器件结温超过最大额定值。

还有一个有趣的试验，那就是将每个位置的并联FET数设置为一个以上。返回默认设置，使用两个并联FET而不是一个FET可将整体损耗降低近一半，同时将结温降低近20度。这是因为电流被两个器件分流，但是因为功率与电流的平方成正比，所以每个器件的损耗变为单个器件的四分之一，一对器件的损耗变为原来单个器件的一半。不过，由于导电损耗是单个零件的四分之一，每个FET都能在低得多的温度下运行，所以导通电阻较低，损耗也较低。而两个FET并联带来的开关损耗略微升高会抵消这种损耗较低。

对于想要快速、可靠地预测UnitedSiC FET在一系列应用中的表现的设计师而言，多用途的FET-Jet计算器无疑很有吸引力，而且它还既有趣又免费！