以車載電源為例,台達電(2308)表示,相較於之前元件,碳化矽(SiC)及氮化鎵等元件導入電動車充電或車載電源時,最重要門檻是Gan及SiC元件切換速度非常快,而高速切換容易造成嚴重電池干擾,如果沒有設計好,像聽音樂,雜訊跑到12V電源上會影響音樂的品質,且車內有很多比較高頻的RF產品,也會造成某些訊號造成distortion(失真),因此必須加強抑止EMI增加抗干擾能力。
為避免雜訊有太多路徑可以跑到電源或車上機電系統,板子Lay out(電路布線)非常重要,如元件耦合是靠電容性耦合,距離拉大,電容性變小,所以元件間必須足夠的距離,減少元件之間因為高頻產生雜訊的干擾,在磁性材料上繞製使用單層繞法,電感設計變成單層亦可使電容變小,降低電池干擾。
另個關鍵門檻是,由於碳化矽元件晶圓很小,又得承受同樣的熱量,如何設計有效的散熱系統,確保SiC可靠度是最重要的,尤其是車子須要30萬公里、將近1萬小時以上Warranty(保證),每天又有冷熱冷熱衝擊,為達到高效能散熱,電路板設計很關鍵,必須很了解SiC物理特性,在電路板與SiC元件間做散熱設計,放上協助散熱的元件避免積熱,由於車內體積較小,目前散熱系統採用水冷散熱,如果Charging station(充電站),散熱比較多使用風扇氣冷。
在驅動線路方面,如何降低SiC元件導通損失及切換損失,驅動器是減少耗能的關鍵,因此希望元件能夠更有智慧地控制其開關方式以增加其效率,例如:每一個切換頻率,開的時候該怎麼做,關的時候怎麼做,在驅動器上必須有這樣的考量,才能最有效使用SiC元件,提升整體效率。(5-2)
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