以车载电源为例,台达电(2308)表示,相较于之前元件,碳化硅(SiC)及氮化镓等元件导入电动车充电或车载电源时,最重要门槛是Gan及SiC元件切换速度非常快,而高速切换容易造成严重电池干扰,如果没有设计好,像听音乐,杂讯跑到12V电源上会影响音乐的品质,且车内有很多比较高频的RF产品,也会造成某些讯号造成distortion(失真),因此必须加强抑止EMI增加抗干扰能力。

为避免杂讯有太多路径可以跑到电源或车上机电系统,板子Lay out(电路布线)非常重要,如元件耦合是靠电容性耦合,距离拉大,电容性变小,所以元件间必须足够的距离,减少元件之间因为高频产生杂讯的干扰,在磁性材料上绕制使用单层绕法,电感设计变成单层亦可使电容变小,降低电池干扰。

另个关键门槛是,由于碳化硅元件晶圆很小,又得承受同样的热量,如何设计有效的散热系统,确保SiC可靠度是最重要的,尤其是车子须要30万公里、将近1万小时以上Warranty(保证),每天又有冷热冷热衝击,为达到高效能散热,电路板设计很关键,必须很了解SiC物理特性,在电路板与SiC元件间做散热设计,放上协助散热的元件避免积热,由于车内体积较小,目前散热系统採用水冷散热,如果Charging station(充电站),散热比较多使用风扇气冷。

在驱动线路方面,如何降低SiC元件导通损失及切换损失,驱动器是减少耗能的关键,因此希望元件能够更有智慧地控制其开关方式以增加其效率,例如:每一个切换频率,开的时候该怎么做,关的时候怎么做,在驱动器上必须有这样的考量,才能最有效使用SiC元件,提升整体效率。(5-2)

#SiC #元件 #电源 #切换 #干扰