为何一个小改变就可以让电源的整体系统效率致

2020-07-18 09:31字体:
  

  任何电子产物都离不开电源,跟着各个邦度和区域能源程序的晋升和用户环保认识的巩固,对电源恶果的条件越来越高。物业链内的公司和工程师们为了晋升电源恶果,削减能源糟蹋也是较劲了脑汁。

  近来,英飞凌分享了一个可能让电源的合座体系恶果晋升至98%的案例,惹起了的注意。据英飞凌电源执掌及众元化墟市工作部大中华区开闭电源利用高级墟市司理陈清源先容说,目前正在大型数据核心,程序的功率密度大要是均匀每个机架3kW,况且现正在体系厂商广大条件,正在确保体系平稳度的条件下,合座体系的恶果要凌驾96%,越高越高。由于数据核心散热也是一笔不小的开支,而恶果的晋升可能消浸散热的本钱。

  英飞凌这个针对数据核心的电源处分计划告终了98%的合座体系恶果,陈清源透露,这要紧是由于操纵了英飞凌新近推出的650V CoolSiC MOSFET和专用的单通道和双通道电气分开EiceDRIVE栅极驱动电途IC。

  图2:英飞凌电源执掌及众元化墟市工作部大中华区开闭电源利用高级墟市司理陈清源。

  整体的计划框架如图3所示,致富彩票上图采用的是PFC图腾柱,LLC是一个软开闭。图腾柱局部操纵的是SiC。借使只需求知足96%的恶果,正在LLC上可能选用硅芯片,致富彩票如许本钱可能做到最优。因为PFC的恶果可能到达99%,操纵了硅基芯片的LLC的恶果可能到达97%,合座恶果可以知足96%的需求。

  而借使将LLC也换成SiC器件的线%,如许整体体系的恶果就会到达98%。

  陈清源招认,98%是一个斗劲极限的值,要思到达这个恶果,需求操纵到650V CoolSiC MOSFET和与之配套的EiceDRIVE栅极驱动电途IC,借使操纵其他杉机驱动IC,能够体系恶果就达不到98%了。

  陈清源阐明说,这是由于碳化硅的驱动形式与古板硅器件的驱动形式是不相通的,而EiceDRIVE栅极驱动电途IC是特意针对英飞凌碳化硅器件而计划的,搭配操纵可能到达更好的成效,更高的平稳度。

  650V CoolSiC MOSFET是英飞凌正在本年2月份推出的碳化硅系列产物,该系列目前有8个区别的产物,采用两种插件TO-247封装:一种是外率的TO-247 3引脚封装,另一种是声援开闭损耗更低的TO-247 4引脚封装。

  新颁布的这8个产物要紧针对工业电源、光伏、充电桩、不间断电源体系、以及能源积储等利用场景。可是,陈清源指出,来日英飞凌相联会推出更众的封装来应对区别的墟市利用,他估计会推出50个以上的产物。

  他同时夸大,英飞凌正在碳化硅产物的牢靠性方面做了许众作事,譬喻添加坚忍耐费用;优化正在栅极氧化层的牢靠度;为了防范误导通,VGS从头计划正在大于4V上;正在少少迥殊的拓扑,比如CCM图腾柱的拓扑参预了硬换相的体二极管等等。

  正在易用性方面,放宽了VGS的电压限度,正在0V电压可能闭断VGS,不需求跟氮化镓相通做一个负电压。

  目前正在碳化硅的工艺上面、前端的工艺,要紧有两个主流:一个是平面式,一个是沟槽式,英飞凌采纳的是沟槽式,“由于咱们沟槽式的经历来自于CoolMOS这十几二十年的作事经历,咱们获得了许众的专业手艺。也便是咱们正在用沟槽式的计划可能到达机能的条件,而不会偏离它的牢靠度。就以碳化硅MOS为例,能够正在同样的牢靠度上面,碳化硅沟槽式的计划会远比平面式的碳化硅MOS具有更高的机能。”他透露。

  对待硬换向的拓扑, Qrr和Qoss是两个很苛重的参数。英飞凌的CoolMOS一个系列有神速二极管正在内里。不过本相上这个系列是为了硬换向的拓扑,有了碳化硅之后,这个碳化硅由于物理性格、产物的性格,本相上它正在的Qrr是远低于硅器件的体二极管。

  再看Qoss,本相上这个参数也更低。因此说这个局部很适合正在硬换向的拓扑可能到达更高的恶果、更好的计划。当然其它竞品、其它供应商,他们也有碳化硅和MOSFET,他们也会涉及到这两个参数RDS(on)*Qrr, RDS(on)*Qoss。从各个供应商来看,“本相上它的参数的值都比英飞凌要高,透露这个手艺上面咱们照旧赢得不错的领先跟主导。以至有少少供应商,它有少少参数是不标的,RDS(on)*Qrr 、 RDS(on)*Qoss是不标的,不标对工程师正在计划上变成蛮大的穷苦,咱们也跟业界的教导厂商也有许众接洽,他们也针对这些参数也跟咱们接洽了许众。他们也很感动,说英飞凌把整体规格书写的很领会。咱们有掌握、有范例。”陈清源自负地透露。

  他还举了一个实例来分析碳化硅器件的好处。操纵了碳化硅的图腾柱PFC计划可能获得很高的恶果。

  “方才我提到咱们有四个RDS(on),这边咱们挑了48 m、72 m、107 m正在这个图腾柱的计划,搭配英飞凌CFD7的一个S7系列,正在图腾柱拓扑的计划。咱们用了48 m,本相上它的恶果可能正在PFC到达 99%。”陈清源透露。

  正在以前,以硅的手艺,本相上是很禁止易做到。不行说:“不行够做到。”不过是很禁止易做到,有这个好的器件本相上让工程师俭约了许众的元气心灵。

  而配合英飞凌的驱动IC,本相上可能让整体机能加倍的优化,以及说它计划的平稳度更好。当然借使有的客户基于本钱的考量,他不需求到99%,到97%、96%就可能了,“起码咱们另有其它的选项,像72 m、107 m,本相上它的恶果正在重载的时间恶果就斗劲低了,由于它的导通静态程式就斗劲众。”

  “这是一个很好的例子,便是说,以前做不到的,照旧以前很禁止易做到的,借由器件的优化、器件的打破,可能做到一个99%,靠近零丧失的一个PFC。”陈清源说。

  依据本年IHS的预估,本年碳化硅墟市会有近5000万美元的墟市份额。再往后到2028年,墟市份额会到达1亿6000万美元。目前,碳化硅要紧利用是电源供应器、不间断电源、电动汽车充电、马达驱动另有光伏跟储能的局部。此中,最大的局部来自电源。

  更为苛重的是,碳化硅墟市的年复合增进率是16%,这个数字相当有吸引力,从而吸引了许众角逐者进入这个墟市。

联系我们CONTACT

全国服务热线:
011-64185167
地 址:安徽省朝阳区工人体育场北路21号永利国际中心4单元8011室
电 话:011-64185167
传 真:01064224458-3597
邮 箱:admin@hengjiezy.com