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电动汽车中可能用到SiC MOSFET的主要汽车电子零部件包括车载充电机、车载DCDC变换器以及主驱逆变器等高压高功率电力电子调养器。
汽车电子零部件在家具经营时需要全方面的评估其中的要道半导体元器件,包括元器件的功能、电性能、机械性能、热性能、寿命等方面,同期还需要探究方法经营的复杂度、可制造性、质地和本钱等身分。现在SiC MOSFET还是运转冉冉行使于电动汽车。底下列出了SiC MOSFET行使于电动汽车零部件中的几个主要行使问题。
1、SiC MOSFET的高dv/dt和di/dt
SiC MOSFET比较Si MOSFET和Si IGBT具有更高的开关速率,也便是更高的dv/dt和di/dt。这个更高的电压和电流变化率可能会相投系统中的寄生电容和寄生电感产生突出高的感应电流和电压,导致器件自己大略把握器件的应力超限,从而酿成器件损坏。
高dv/dt和di/dt容易酿成执续的高频波形振铃,进一步会引起更严重的电磁收敛EMI问题,比如导致电路中采样和实现信号的失真,从而影响实现环路的领路性大略酿成数据传输的突出。
高dv/dt和di/dt还使得SiC MOSFET器件自己的栅极上感应到的正电压和负电压尖峰更大。SiC MOSFET与Si器件比较,其阈值电压Vgs(th)以及负向的最大电压的数值都更小;栅极上感应到的正负电压尖峰的串扰有可能导致不行展望的误开启大略栅极击穿,这将酿成SiC MOSFET器件的退化致使损坏,从而导致零部件出现突出,比如电动汽车中的主驱无法实现电机,酿成整车电机的扭矩实现和速率实现的突出。
2、SiC MOSFET的栅氧劣势
SiC MOSFET比Si 半导体具有更多的栅极氧化层劣势。栅极氧化层中存在的劣势会导致SiC MOSFET栅极阈值电压Vgs(th)的漂移。
阈值电压的正向漂移会加多SiC MOSFET的通态损耗,导致过热。器件过热易酿成器件热损坏和使用寿命的裁减。
而阈值电压的负向漂移会导致器件参加不行展望的开启景况,也可能会导致器件损坏,从而导致主驱失去实现,影响汽车电机的运行。
3、SiC MOSFET的体二极管退化
由于SiC晶体上存在的基脚位错(BPD),SiC MOSFET的体二极管处于双极性景况。体二极管的退化会导致体二极管导通景况下的载流子传导不良,从而引起寥落的通态损耗,还会酿成关断景况下的高走电流,影响器件的耐压才略。这些突出加多了SiC MOSFET在弥远使用时代的失成果,也加多了使用SiC MOSFET的零部件的失成果。
4、SiC MOSFET的短路时分
SiC MOSFET 的短路耐受时分比Si IGBT的短路耐受时分要短。 当主驱逆变器行使中存在落魄桥臂纵贯的故障时,SiC MOSFET因纵贯而承受电板瞬态开释的雄壮能量,又由于SiC MOSFET的芯单方面积更小,导致更高的短路电流密度和更快的结温上涨而出现击穿故障。
当SiC MOSFET行动主驱逆变器的主要部件时,其短路才略弱的特色使得传动系统容易倏得失去实现,酿成车辆运行失控等故障。
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