什么是电力电子？为什么碳化硅对电力电子很重要？

　　在我们最新一期的碳化硅（SiC）中，我们正在深入研究电力电子领域，同时研究碳化硅组件如何定义行业。

　　研究碳化硅作为半导体，它直接支持了更高效、更可靠、宽带隙电力电子设备的发展。但究竟什么是电力电子，为什么它们很重要？

　　什么是电力电子？

　　术语电力电子是指用于电力转换和控制的固态电子设备。现代电力电子包括MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）和IGBT（绝缘栅双极晶体管）等器件以及逆变器（直流到交流）、整流器（交流到直流）和转换器（交流到交流，直流到直流）。这些电力电子设备是现代技术不可或缺的一部分，但这些组件的最早形式对于今天的大多数工程师来说很可能是无法识别的。

　　第一电力电子

　　早期的电力电子设备在尺寸、能力和功能方面与我们今天看到的有很大不同。电力电子学最早的例子之一是1902年开发的汞弧值，用于将交流电转换为直流电。汞继续广泛用于整流器和电力传输，直到1930年代初引入硒电子设备。

　　硒（Se）在1950年代中期开始在电力电子设备中被硅（Si）取代。

　　事实上，硅、砷化镓（GaAs）和氮化镓（GaN）是多年来用于电力电子的主要半导体。电力电子的下一个重大变化将是碳化硅（SiC）的使用。

　　MOSFET最初是在1950年代后期开发的，但直到1970年代才适合用于电力电子设备。IGBT随后在1980年代初推出，但直到1990年代才广泛使用。

　　碳化硅独树一帜

　　早在1990年代，美国宇航局就在考虑使用碳化硅（SiC）半导体，但广泛接受SiC代替Si的主要障碍是这些设备的实际制造，包括确定生长纯SiC晶体的有效方法。然而，在2010年代初期，SiC电力电子器件真正独树一帜（并在今天继续发展）。

　　2011年，我们推出了第一款商用碳化硅功率MOSFET。然后，在2016年，发布了全SiC高性能商用半桥电源模块和栅极驱动器组合。现在生产碳化硅，SiC MOSFET和SiC功率模块。

　　碳化硅电力电子支持可再生能源等新兴产业（包括太阳的,烫的和风力）、EV/HEV动力系统，以及电动火车、公共汽车和其他类型的公共交通工具。它们也可以在不间断电源（UPS）、工业电子设备和电机驱动器上找到。此外，由碳化硅组件制成的设备表现出更高的效率，占用更少的空间，更轻的重量，并且不需要大量的冷却系统。

　　为什么碳化硅对电力电子很重要

　　介绍碳化硅作为半导体对电力电子产生了重大影响，包括更高的电压、更高的开关频率、更宽的带隙、极端的温度耐受性和低电阻——所有这些都是持续开发有效电力电子器件和依赖它们的设计的关键。

　




审核编辑：刘清