SiC MOSFET против традиционных IGBT: возможности и перспективы

28 мая

В последние годы SiC MOSFET приобретают все большую популярность, вызывая вопрос: вытеснят ли они традиционные и хорошо знакомые IGBT. Транзисторы, выполненные по обеим технологиям, уже почти в равной степени применяются в качестве ключевых элементов силовой электроники, но обладают своими уникальными преимуществами и ограничениями.

SiC MOSFET: скорость, эффективность и надежность

Эти электронные компоненты обладают рядом неоспоримых преимуществ, основным из которых является более высокая частота переключения, достигающая сотен кГц. Это позволяет создавать компактные и эффективные преобразователи, минимизируя потери на переключение. Кроме того, они отличаются малым сопротивлением в открытом состоянии (R_DS(on)), что также снижает потери проводимости. Отличная термостабильность SiC MOSFET позволяет им работать при более высоких температурах по сравнению с IGBT, упрощая систему охлаждения.

Эти качества делают SiC MOSFET незаменимыми в:

• тяговых инверторах электромобилей;
• высокоэффективных импульсных источниках питания;
• солнечных инверторах и накопителях энергии;
• высокочастотных сварочных аппаратах.

IGBT: проверенная временем классика

IGBT остаются надежным и проверенным решением для многих приложений, где нет требований к высокой частоте переключения. Они устойчивы к перегрузкам по току и напряжению, а также сравнительно просты в управлении.

Области применения IGBT:

• приводы электродвигателей;
• системы бесперебойного питания (UPS);
• мощные сварочные аппараты;
• индукционный нагрев.

Сравнение ключевых параметров современных IGBT и SiC MOSFET наглядно демонстрирует различия в скорости переключения и потерях. Это позволяет выбрать оптимальное решение, исходя из конкретных требований к системе.

Таблица 1. Сравнение основных характеристик IGBT и SiC MOSFET

Основным препятствием на пути широкого внедрения SiC MOSFET долгое время оставалась их высокая стоимость. Хотя цены стабильно снижаются, SiC все еще дороже IGBT. К тому же, для реализации всех преимуществ SiC MOSFET необходима оптимизация драйверов управления и силовых цепей, что может потребовать дополнительных затрат на разработку. Однако растущие требования к энергоэффективности, компактности и надежности силовой электроники стимулируют переход на SiC MOSFET, а развитие производства и конкуренция между производителями приводят к снижению стоимости SiC-компонентов, делая их более привлекательными для широкого круга применений.

Цены на SiC-компоненты продолжают стабильно снижаться, а их присутствие на рынке увеличивается. Хорошо заметна и разница в стоимости между китайскими и западными SiC MOSFET: при сопоставимых характеристиках азиатские аналоги зачастую дешевле почти в 2 раза. В нашем каталоге на странице FET-транзисторы вы всегда можете подобрать нужный компонент для реализации различных проектов, а актуальные цены и сроки поставки сообщит по запросу ваш менеджер в КОМПЭЛ.

Тем не менее IGBT останутся актуальными в тех случаях, где важна низкая стоимость, высокая надежность и простота управления. Они также доступны в каталоге КОМПЭЛ на странице IGBT-транзисторы и поставляются со склада и под заказ.

В ближайшее время мы станем свидетелями сосуществования обеих технологий, каждая из которых займет свою нишу в электронике. Через 5-10 лет, по мере удешевления и массового производства SiC, IGBT будут постепенно вытесняться из многих приложений, но полностью исчезнут только в очень отдаленной перспективе.

Дополнительные материалы

1. Силовые полупроводники SUNCO для различных топологий зарядных станций
2. Новые карбид-кремниевые MOSFET-транзисторы SUNCO в корпусе TOLL для компактных устройств высокой мощности
3. SUNCO – один из крупнейших в мире производителей дискретных полупроводниковых компонентов
4. На склад КОМПЭЛ поступили SiC-MOSFET производства ATS и Anbon
5. Высокопроизводительный частотный преобразователь на базе компонентов JSCJ