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『电子工程世界』宽禁带使太阳能前景一片大好( 二 )


使用SiC器件时 ， 动态开关损耗要小得多 ， 因而能使用更高的开关频率 ， 同时仍能提高性能（并减小尺寸） 。 相比之下 ， 典型的SiC二极管以80kHz工作时 ， 其损耗要比硅二极管小73％ 。 在大功率太阳能发电系统中 ， 提高约3％的能效将带来显著的性能提升 。
人们仍然认为SiC方案很贵 。 但事实并非如此 ， 尽管这些器件已在市场上销售了一段时间 ， 但采用率一直低于预期 ， 因为关注点在单个器件的成本而不是整个系统的成本或总拥有成本 。
如果我们考虑使用硅基30kW电源方案 ， 则电感器和电容器的成本为90％（分别为60％和30％） 。 半导体器件仅占总物料单（BOM）成本的10％ 。 尽管单个SiC器件的成本要比对应的硅器件高 ， 但使用SiC开关可使电容和电感值降低75％ ， 显著降低了成本 ， 从而抵消了开关器件的成本增加 。 因此 ， SiC方案用于太阳能发电系统的BOM总成本已达到可以低于硅方案的水平 ， 并具有显著的应用和性能优势 。
现代SiCWBG方案
领先半导体制造商包括安森美半导体提供一系列全面的高能效电源方案 ， 其中包括可提升太阳能发电系统性能的先进SiC基器件 。 先进的门极驱动器经过专门优化 ， 可与SiCMOSFET一起使用 ， 并提供允许的最大门极电压 ， 以确保它们完全导通以最小化损耗 。
SiCMOSFET如安森美半导体的NVHL080N120SC1具有仅80mOhm的导通电阻（RDS（ON））和低门极电荷（QG）及电容值 ， 降低电磁干扰（EMI）并支持使用更快的开关频率 ， 从而带来上述好处 。 SiC肖特基二极管如1200V、30AFFSH30120A没有反向恢复电流和与温度无关的开关特性 ， 非常适用于先进的太阳能发电应用 。
总结
太阳能正成为未来的重要能源 ， 因为它提供了环保、可持续发展的方案 。 价格下降、政府政策和减少二氧化碳排放的需要共同使该领域强劲增长 。
能效在这里至关重要 ， 是设计和制造小的、高度可靠的系统的关键所在 ， 而基于硅的方案已达其发展潜力的极限 ， 现正被WBG技术超越 。 基于SiC的器件损耗要低得多 ， 并且可以在更高的温度和更快的工作频率下运行 ， 从而极大地减小了占BOM主要成本的电感和电容器的尺寸和成本 。 因此 ， 这些高效且可靠的系统能够以低于上一代硅基产品的价格水平进行设计 。


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