SiC以及GaN的技术运用挑战

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1 SiC以及GaN的及技术优势

比照传统MOSFET以及IGBT妄想 ，SiC以及GaN器件提供更高的运用功率密度，具备更低的挑战栅极驱动斲丧以及更高的开关速率。尽管SiC以及GaN在某些低于10 kW功率的及技术运用上有一些重叠
 ，但各自处置的运用功率需要是差距的  。

SiC 器件提供更高的挑战耐压水暖以及电流承载能耐
。这使患上它们很适宜于汽车牵引逆变器、及技术车载充电器以及直流/ 直流转换器、运用大功率太阳能发电站以及大型三相电网变流器等运用。挑战SiC 进入市场的及技术光阴略长 ，因此它有更多的运用抉择 ，好比，挑战比照当初可用的及技术GaN 处置妄想，SiC 反对于更普遍的运用电压以及导通电阻。

另一方面
，挑战GaN 具备更低的输入以及输入电容，以及零反向恢复电荷，与其余技术比照，可大大飞腾功率耗散的特色, 使其更适宜于中低压、高频以及更高功率密度的运用，如破费类产物、效率器、电信以及工业电源 、伺服驱动器等场景。

2 限度新处置妄想推广的技术挑战

之后限度SiC 以及GaN 处置妄想推广的挑战搜罗老本、开拓履历等 。

● 老本方面，SiC 功率器件由于破费工艺以及良率等因素，其老本高于硅器件。但随着近些年来技术、工艺以及产能的不断改善 
，SiC 与硅器件之间的老本差距正在收窄。可是从零星层面，SiC 可为适宜的运用在零星上节约更多老本，同时提供更佳的功能，从而带来总的老本优势。这也是增长纳芯微不断美满响应产物妄想的能源之一 。

● 另一个限度因素是关连零星妄想的履历 。由于接管更高功率密度、更高开关频率的功率器件同时也象征着工程师需要在零星层级妨碍周全的改版以及优化 。而以纳芯微为代表的芯片公司，正在自动研发以及立异，来应答这些挑战
。好比在安规方面需要适配绝缘电压更高的阻止器件
，以保障零星以及人身清静。以纳芯微NSI82xx 系列数字阻止器的低压阻止工艺为例 ，该工艺经由调解阻止栅的质料配比，在不影响产物电功能的条件下 ，大幅度提升了安规阻止耐压以及浪涌侵略能耐，均经由DIN VDE V 0884-11:2017-01 增强绝缘认证，相关产物在阻止耐压
、抗浪涌侵略、CMTI 等目的上均处于国内乱先的水平 ，知足基于SiC 以及GaN 妄想的低压运用需要。

3 纳芯微的处置妄想

纳芯微是一家高功能高坚贞性模拟及混合信号芯片公司 ，在SiC 以及GaN 的运用赛道，公司用以驱动SiC或者GaN 功率器件的阻止/ 非阻止驱动产物已经在汽车、光伏 、工控客户中患上到普遍运用   。此外 ，纳芯微亦环抱中间运用对于功率器件妨碍自动妄想，当初已经对于外宣告SiC二极管相关产物。

好比 ，SiC 更高的开关速率伴生的干扰需要配套的阻止驱动具备更高的抗共模干扰能耐（CMTI） ，纳芯微阻止驱动接管专利的AdaptiveOOK®技术，可清晰提升零星的抗干扰能耐以及鲁棒性
。此外 ，由于驱动器件直接衔接功率级
，在一些高坚贞性运用中需要提供响应的电路呵护功能 。针对于这些运用，纳芯微提供自带米勒钳位功能的阻止驱动NSI6801M，可防止误导通；更进一步，纳芯微亦可提供NSI6611/NSI68515 等智能阻止驱动 ，集成UVLO
、米勒钳位 、DESAT 呵护、软关断等功能
，全方位保障电路坚贞性。

GaN 驱动方面 ， 纳芯微推出的低压半桥驱动NSD2621 特意用于驱动E-mode（增强型）GaN 功率器件
，可普遍适用于快充、储能、效率器电源等运用途景 。NSD2621 的上管驱动接管纳芯微专有的阻止工艺妨碍妄想 ，抗共模干扰能耐高达150 V/ns ，而且可能耐受700 V 的负压，实用提升了零星的坚贞性
 。NSD2621 高下管的驱动输入都集成为了外部稳压器LDO，可能实用抑制VDD 或者BST 引入的高频干扰，防止破损GaN 功率器件
。NSD2621 还可锐敏地抉择6 V/5.5 V/5 V 差距驱动电压版本，适用于多种GaN 器件 。

（本文源头于EEPW 2023年10月期）

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