【導(dǎo)讀】在設(shè)計(jì)功率轉(zhuǎn)換器的過(guò)程中需要權(quán)衡大量參數(shù)。UnitedSiC通過(guò)自己的FET-JET計(jì)算器和多種零件讓評(píng)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，則會(huì)引入另一個(gè)維度，比如如果我購(gòu)買電動(dòng)車，多花的錢能不能帶來(lái)回報(bào)？多長(zhǎng)時(shí)間能回報(bào)？減少CO2排放有多大價(jià)值？什么型號(hào)殘值最高？決定因素可能是主觀的，并會(huì)動(dòng)態(tài)變化，但是當(dāng)您選擇半導(dǎo)體進(jìn)行電動(dòng)車功率轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)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(quán)衡考慮，如考慮并聯(lián)器件的數(shù)量和額定值、開(kāi)關(guān)頻率、運(yùn)行模式、效率目標(biāo)、可接受的結(jié)溫上升、導(dǎo)電損耗和開(kāi)關(guān)損耗的分?jǐn)?、成本等等。外部因素通常也?huì)縮小選擇范圍，例如，3.6kW的圖騰柱功率因數(shù)校正級(jí)，它用于電動(dòng)車充電器中，通常能生成400V電壓，在60kHz左右運(yùn)行，在持續(xù)導(dǎo)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(dǎo)通電阻低至6毫歐。在現(xiàn)實(shí)生活中，成本永遠(yuǎn)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FET-JET計(jì)算器讓評(píng)估變得簡(jiǎn)單易行，它允許您從眾多功率轉(zhuǎn)換拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運(yùn)行條件中進(jìn)行選擇，進(jìn)而計(jì)算不同器件的開(kāi)關(guān)損耗、導(dǎo)體損耗和溫度上升。您可以選擇并聯(lián)零件的數(shù)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(dǎo)通電阻性能點(diǎn)，電阻為6至60毫歐。將這些參數(shù)的最適宜的值連同我們所選的條件輸入FET-JET計(jì)算器，就會(huì)得出下圖以及一些有趣的結(jié)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?yàn)殡m然導(dǎo)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(jié)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(jié)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(jié)溫達(dá)到122°C?？梢钥紤]使用更好的散熱，實(shí)現(xiàn)成本與器件類型和升溫之間的權(quán)衡，但是在電動(dòng)車應(yīng)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(xiàng)，如兩個(gè)60毫歐類型器件并聯(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(dǎo)致結(jié)溫上升幅度較小，且取決于溫度的導(dǎo)通電阻的上升幅度較小。此時(shí)，F(xiàn)ET-JET計(jì)算器是您的朋友，歡迎在不同導(dǎo)通電阻級(jí)別和散熱選項(xiàng)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(jí)別，例如不必使用液冷的級(jí)別，目前，液冷成本比額外的開(kāi)關(guān)成本更高。
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