每当利发国际谈论碳化硅及其应用时，利发国际就会想到碳化硅mosfet功率模块，即所谓的“全SIC”模块。这种心理桥是 SiC MOSFET 众所周知的动态性能的结果
。与任何其他硅器件相比，单极 SiC MOSFET 的开关速度更快，开关损耗更低
，从而可以大幅提高开关频率
，从而降低总体功率损耗并提高功率输出效率。因此，整体功率密度显着提高。

　　这意味着，当 SiC 组件用于需要磁性元件进行输出电压滤波的应用(例如太阳能逆变器或 UPS 系统)时
，其优势可能是巨大的

。通过提高开关频率
，可以减小磁性元件的尺寸
，从而降低材料成本
。对于具有电流隔离变压器的 DC/DC 转换器来说，情况也是如此

。降低整体损耗还带来了额外的好处
，即降低系统的冷却要求，从而使散热器和外壳更小。在某些情况下，甚至可以从强制冷却方法改为对流冷却方法。

　　尽管电源模块本身的成本不断增加，但所有这些优势都可以显着节省总体系统成本。SiC 功率模块的生产成本比 Si 模块更昂贵，因为碳化硅需要与硅不同的工艺


。首先，原材料的生产成本昂贵。碳化硅锭生长非常缓慢
，必须由气相形成
。碳化硅是已知最硬的材料之一，只能使用昂贵的金刚石工具来切割和研磨晶圆。此外，目前大部分芯片仍采用4英寸晶圆生产，未来1至2年内有望转向6英寸晶圆(目前硅IGBT芯片已采用8英寸甚至12英寸晶圆)。这种晶圆更换将降低材料成本，从而降低 SiC 芯片成本。尽管如此

，

　　在低功率应用(<30kW)中，由于其整体优势，全 SiC 方法正在被采用
。然而，在中等功率范围应用中情况并非如此，当芯片面积增加时
，SiC 芯片价格不会线性缩放。因此
，需要一种解决方案将 SiC 技术应用于中等功率应用并突破转换器性能障碍
，同时保持经济可行的解决方案。从成本角度来看，目标应该是在任何给定应用中使用尽可能小的 SiC 芯片面积。正确的需求评估有助于正确估计 SiC 芯片面积的大小。

　　获得 SiC 性能优势但保持较低电源模块成本的另一个选择是使用“混合”碳化硅解决方案而不是完整的碳化硅 SiC
。混合意味着
：保留开关硅，最有可能是 IGBT
，并仅使用碳化硅作为续流二极管。这不会提供 SiC MOSFET 解决方案的全部优势，但如果选择 IGBT 来匹配 SiC 肖特基二极管的性能，它会更便宜且有效

。让利发国际仔细看看

。

　　SiC 肖特基二极管也是单极器件

，仅使用多数载流子(电子)来传输电荷

。单极器件的优点是开关速度更快
，与双极硅二极管相反
，在阻塞模式下不存在少数载流子与电子复合。这种复合会在硅二极管中产生所谓的“反向恢复”尾电流，即当二极管结上产生电压时
，电流沿二极管的阻断方向流动。该电压和反向恢复电流会导致功率损耗，很容易达到总开关损耗的 35% 左右
。对于 SiC 肖特基二极管

，不存在反向恢复，只能观察到由 SiC 芯片的结电容引起的小电容电流
。

　　但硅二极管的反向恢复电流还有第二个意义

：电流不仅流经二极管，而且还流经当二极管进入阻断模式时即将导通的互补 IGBT
，从而导致额外的导通
。 IGBT 芯片的损耗。假设 SiC 肖特基二极管的电流相当小，则导通损耗将会降低
。根据经验，可以假设开通损耗最多可减少至原始值的 40%，而 IGBT 关断损耗不受影响。现在，当您应用开关损耗自然较低的快速开关 IGBT 时

，与结合硅续流二极管的标准 IGBT 相比，开关损耗的总体降低可轻松达到 60%。

　　混合 Si-SiC 模块的另一个优点是无需修改栅极驱动器

，从而消除了额外的开发工作及其相关成本。