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電源轉換器有效設計的關鍵
在這些情況下,有效設計的關鍵在于電源轉換器控制電路或轉換器的核心器件,以及功率開關器件及其支持組件。這些器件主要用于實現(xiàn)選定的電源拓撲,以所需的電壓和電流提供穩(wěn)定的直流輸出。轉換器可以包含集成功率器件(例如 MOSFET),抑或作為碳化硅 (SiC) 功率器件等外部分立功率器件的控制器和驅動器。有些轉換器為整個系統(tǒng)提供穩(wěn)定的直流電源軌,另一些的功能則不甚顯著,但仍起著至關重要的作用,充當具有特殊通斷屬性的柵極驅動器。
AC/DC轉換器設計中不存在所謂“魔彈式”能效提高法
在 AC/DC 轉換器設計中,不存在所謂“魔彈式”能效提高法,設計人員費盡心機往往也只能略微提高能效。但是,通過幾種大小策略組合反而有效:選擇合適的轉換器核心拓撲,確定適合該方法和功率水平的開關頻率;該頻率通常在 100 kHz 至 1 MHz 之間。優(yōu)化電路:所有基本設計中都有許多細節(jié)會產生無功功率,電源設計人員已經(jīng)找到了相應方法,在一定或很大程度上使其化;每個方面可能只有些許改進,但積少成多。使用本質上有助于提高能效的有源和無源元件;對于功率器件 (MOSFET) 和某些二極管,則表示要改用基于 SiC 工藝技術的元器件。
憑借較小的導通電阻及其在高溫下的性能
憑借較小的導通電阻及其在高溫下的性能,如今 SiC 已成為下一代低損耗開關和阻斷元件可行的候選材料。相較于硅器件,SiC 器件具有眾多優(yōu)勢,因為后者具有更高的擊穿電壓及其他特性,包括:臨界電場擊穿電壓更高,因而在給定的額定電壓下工作時漂移層更薄,大幅減小導通電阻。導熱率更高,因而在橫截面上可以實現(xiàn)更高的電流密度。帶隙更寬,因而高溫下的漏電流較小。因此,SiC 二極管和 FET 常稱為寬帶隙 (WBG) 器件。