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碳化矽元件展妙用 汽車電子效率/功率大增

文‧Laurent Beaurenaut 發布日期:2018/07/09

汽車電動化趨勢正穩定成長,因此插電式油電混合車和全電動車(xEV)需要高效率的功率半導體。相較於傳統矽(Si)晶片,碳化矽(SiC)的優點不僅能應用在工業,亦能應用於汽車產業中。隨著SiC效率與功率密度的增加,汽車能更高度的自動駕駛化(電池體積更小)、系統的大小與重量減少、充電速度加快,最終能讓更多客戶接受電動交通。由於技術進步,SiC半導體在xEV子系統的滲透率將在未來十年內提高。

目前功率模組與獨立元件一般採用矽基二極體、MOSFET與IGBT。相較之下,xEV傳動系統中的SiC電路能讓晶片有相同的額定功率,但尺寸更小。此外,SiC技術能減少熱損耗,這意味著與過去的系統相比,應用此技術的元件會更有效率,且更為輕巧。在應用上,因SiC的優點而受益的元件有主變頻器、內部充電器電子元件、升壓器或DC-DC轉換器(圖1)。

過去二十多年來,SiC半導體元件已應用於各種用途中,但若要應用在汽車電子上,仍有一些障礙須要克服。為了能夠有效地將這項新技術也應用在車輛上,必須滿足以下兩個主要層面:高可靠性及成本效益。

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