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使用碳化硅进行双向车载充电机OBC设计

电动汽车（EV）车载充电机（OBC）可以根据功率水平和功能采取多种形式，充电功率从电动机车等应用中的不到2 kW，到高端电动汽车中的22 kW不等。传统上，充电功率是单向的，但近年来，双向充电越来越受到关注。本文将重点关注双向OBC，并讨论碳化硅（SiC）在中功率（6.6 kW）和高功率（11 - 22kW）OBC中的优势。为什么要转向采用双向OBC？随着汽车世界朝着用更清洁的燃料替代品取代汽…
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碳化硅MOS+模块11月28日
Sic器件在高速永磁电机转速跟踪控制中的研究

摘要：针对高速永磁同步电机(HSPMSM)的电感值小、基波频率高等特点，以及Si基IGBT开关速度和电压等级限制而引起的电机运行过程中定子电流谐波含量高、发热严重和响应延迟大的问题，研究SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) 在HSPMSM转速跟踪控制中的应用。通过双脉冲测试电路分析了SiC和Si器件的开关特性，结果表明SiCMOSFET具有更快的开关速度和更低的开关损耗。基于S…
三电系统
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碳化硅MOS+模块11月28日
碳化硅高速电机控制器设计及效能分析

碳化硅高速电机控制器设计及效能分析以碳化硅(SiC) 器件为代表的宽禁带半导体器件，对比以绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 为代表的硅基半导体功率器件，有开关损耗低、开关速度快、器件耐压高等优势。尤其是对于超高速电机控制器的开发，降低控制器损耗和减小电机相电流谐波成分是关键，故将SiC MOSFET 作为电机控制的功率半导体元件成为了提升控制器效率、减小控制器体积、优化控制效果的重要方法。此…
三电系统
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碳化硅MOS+模块11月28日
T 型三电平与两电平功率开关器件损耗计算与分析

文章来源：微特电机作者：祝琳,宋宣锋,李永岗,耿乙文(中国矿业大学电气与动力工程学院,徐州 221008) 摘要:研究两种逆变器拓扑的功率开关器件损耗,通过器件特征参数,建立一种同时考虑工作电压、驱动电阻和结温的简单曲线拟合方法,推导出三次谐波注入调制算法下T型三电平和两电平拓扑的损耗计算模型,发现损耗与调制系数、开关频率、功率因数角、输出电流有关。在相同逆变工作条件下,当开关频率大于 6…
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国产碳化硅器件11月24日
车载逆变电源开关器件损耗计算方法研究

文章来源：船电技术作者：石运卓，席嚇，单宝钰（中车大连电力牵引研发中心有限公司，辽宁大连 116022）摘要：损耗计算是影响开关器件使用寿命的重要因素，也是车载逆变电源设计开发过程的重要环节。本文对传统的理论计算方法和试验计算方法进行梳理分析，提出了一种基于电力电子仿真的损耗计算方法。以开关器件为 IGBT 的三相逆变拓扑为例进行损耗计算，并通过与上述两种计算方法进行比较，得出该方法在简…
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国产碳化硅器件11月24日
DC-DC变换电路中开关器件损耗计算及仿真

文章来源：电工技术作者：宋素静１，王步根２（１．通达电磁能股份有限公司，湖南长沙 410006；２．湖南湘电动力股份有限公司，湖南湘潭 411100）摘要：根据开关器件的物理模型，分析并计算了开关器件在DC/DC变换电路中的功率损耗。针对工程应用中开关器件损耗计算的实时性和精确性要求，利用功率开关器件手册提供的产品参数，分别计算了逆变部分的 SiC MOSFET模块和整流部分的整流二极管…
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国产碳化硅器件11月22日
新能源汽车功率器件损耗特性和效率分析

文章来源：北京汽车作者：陈明文，张浩，王亮（比亚迪汽车工业有限公司，广东深圳 518118）摘要：面对新能源汽车的续驶里程焦虑，优化电控系统效率是有效解决方案之一。作为电控系统的核心部件，功率器件的损耗计算和优化设计对提升电控系统效率具有重要意义。首先对两种主流功率器件Si IGBT 和SiC MOSFET 的结构和材料性能进行分析，然后针对各自工作特性，给出对应的损耗计算方法；同时选取典型工…
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国产碳化硅器件11月22日
车载充电机OBC和直流变换器DC-DC中SiC MOSFET驱动选型及供电设计要点

文章来源：德州仪器（TI）摘要：新能源汽车动力域高压化、小型化、轻型化是大势所趋。更高的电池电压如 800V 系统要求功率器件具有更高的耐压小型化要求功率拓扑具有更高的开关频率。碳化硅（SiC）作为第三代半导体代表，具有高频率、高效率、小体积等优点，更适合车载充电机 OBC、直流变换器 DC/DC、电机控制器等应用场景高频驱动和高压化的技术发展趋势。本文主要针对 SiC MOSFET 的应用特点…
储能充电
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国产碳化硅器件11月22日
高环境温度高功率密度SiC电机驱动控制器设计与实现

文章来源：电工技术学报作者：郑丹；温旭辉；范涛；宁圃奇；张栋（高密度电磁动力与系统重点实验室（中国科学院）中国科学院电工研究所北京 100190）摘要：碳化硅（SiC）作为世界公认的替代硅（Si）的下一代半导体材料，具有耐压高、开关速度快、开关损耗小的优势，是实现车用电机控制器功率密度提升的关键要素。该文面向SiC电机驱动控制器更高工作温度、更高功率密度、更高可靠性运行的前瞻需求…
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国产碳化硅器件11月22日
碳化硅器件的短路保护：设计准则和电路

文章来源：中国电机工程学报作者：党子越，彭晗*，彭皓，康勇(强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院)，湖北省武汉市 430074) 摘要：为了保障碳化硅(silicon carbide，SiC)在发生短路故障时可安全可靠的关断，需在掌握其短路特性基本规律的前提下，针对SiC 短路耐受时间较短、短路下器件漏源极电压拐点不明显等特征，展开去饱和保护电路(desaturat…
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国产碳化硅器件11月22日
SiC MOSFET 结温监测与控制技术综述

文章来源：中国电机工程学报作者：张擎昊 1，郑大勇 2，张品佳 1(1．电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学)，北京市海淀区 100084； 2．北京交通大学，北京市海淀区 100091) 摘要：碳化硅(silicon carbide，SiC)金属-氧化物-半导体场效应管 (metal-oxide-semiconductor field effect transisto…
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国产碳化硅器件11月22日
双脉冲测试参数设计与四开关Buck-Boost DC-DC变换器效率评估

文章来源：电力与能源作者：吴立，陶勇，张皓，唐啸，潘炼杰（国网上海市电力公司浦东供电公司，上海 200120）摘要：双脉冲测试作为功率半导体器件性能评估的主要手段，其试验参数的准确性直接影响着测试结果。为了更准确地获得功率半导体器件的开关特性，以第三代宽禁带半导体器件 SiC MOSFET 为测试对象，详细介绍了双脉冲测试电路的工作原理，给出了双脉冲测试中脉冲宽度、脉冲间隔时间及电感电容等器…
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国产碳化硅器件11月22日
800V平台车载充电系统PFC兼容设计可行性分析

文章来源：汽车电器作者：邵麟港, 黄天茂, 秦健璇, 李彬, 黄武荣, 黄祖朋(上汽通用五菱汽车股份有限公司, 广西柳州 545007)摘要：电动汽车产业进入规模化快速发展新阶段, 充电基础设施匮乏及充电速度慢等问题日益突出,提升充电功率, 兼容充电设施成为焦点. 文章对 800V电压平台三相车载充电系统功率因数校正电路 (Power FactorCorrection, PFC)进行设计…
储能充电
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国产碳化硅器件11月22日
碳化硅 MOSFET 驱动电路的研究与设计

文章来源：智慧轨道交通作者：杜太磊（中车青岛四方车辆研究所有限公司，山东青岛266031）摘要：随着碳化硅功率器件技术的不断发展，碳化硅功率器件发展优势明显，将逐步成为未来主流功率半导体器件。多家公司推出了多款碳化硅MOSFET，但是对于高压应用的碳化硅MOSFET驱动产品还处于半空白状态。文章针对Ａ公司FF11MR12W1M1B11型碳化硅模块的驱动进行了研究与设计，在满足碳化硅驱动电…
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国产碳化硅器件11月22日
碳化硅（SiC)器件与IGBT器件在充电模块领域的应用分析

充电模块介绍充电模块的定义‌：充电模块是新能源汽车的核心部件之一，主要负责将外部电源（如电网、太阳能板等）提供的电能转换为适合电池充电的形式。它通常由几个主要部件组成，包括输入端（整流器、滤波器）、控制部分（MCU、驱动电路、传感器）、输出端（DC/DC转换器、变压器、滤波器）、保护电路（OVP、OCP、SCP、OTP）、通信接口（CAN总线）和用户界面（显示屏、指示灯）等‌。充电模块的作用：…
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国产碳化硅器件11月22日
HPD封装的SiC功率模块的应用与设计

🔍 HPD封装的技术背景与起源HPD封装起源于英飞凌对新能源汽车电驱系统的深度技术积累。2015年前后，英飞凌推出第一代HybridPACK™ Drive封装，主要针对硅基IGBT模块设计，旨在满足电动汽车对高功率密度和可靠性的需求。随着SiC功率器件的兴起，英飞凌在2019年推出兼容SiC的HPD封装版本，通过材料优化（如采用高温聚苯硫醚PPS材料）和工艺改进（如双面银烧结技术），使SiC模块的…
三电系统
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国产碳化硅器件11月22日
一种车用逆变器SiC MOSFET结温估计的Simulink建模方法

文章来源：汽车电器作者：彭琛，郑晓琦，闰国辉(华通力盛(北京)智能检测集团有限公司，山东济宁 272000)【摘要】目前，电动汽车高压平台已成为趋势，电机控制器功率器件由IGBT向SiC MOSFET转换，而针对SiC MOSFET结温的相关研究，很多学者曾提供了具体的理论公式，但是复杂的理论计算公式并不能很好地运用在实际开发过程中。文章基于以上现状，选择合适的SiC MOSFET热阻网络模型，…
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国产碳化硅器件11月22日
电动汽车碳化硅逆变器设计

文章来源：湖南大学作者：赵阳（工程硕士学位论文）摘要：碳化硅（Silicon Carbide，SiC）功率器件具有优越的性能，将SiC 功率器件应用于电动汽车逆变器内，能够显著减少逆变器的重量、体积和成本，提高电动汽车逆变器效率及性能。本文基于SiC MOSFET 设计制作了一款高效高功率密度电动汽车逆变器，主要研究内容有SiC 逆变器关键部件的选型计算、直流母线设计、水冷散热器设计等三个方…
三电系统
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国产碳化硅器件11月22日
动力电池检测用双向 DC/DC 变换器设计

文章来源：信息工程作者：贾超1,2，蒋晓明2（1.五邑大学智能制造学部，广东江门，529020； 2.广东省科学院智能制造研究所，广东广州，510070）摘要：针对传统动力电池化成分容设备中电源模块体积大、输出功率小、稳态精度低、可靠性差等问题，设计了一款高精度、大功率双向DC/DC变换器。该变换器以同步整流双向Buck/Boost电路为核心电路，采用多模块并联拓扑结构，减小系统体积的同时提高了…
储能充电
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国产碳化硅器件11月22日
10kW 储能逆变器(PCS)的研究与设计

文章来源：上海电机学院作者：李庆辉（硕士专业学位论文）摘要：在当代智能电网背景下要求电能的分配具有智能化、合理化和经济化的优势的前提下，针对当前能源资源的损耗短缺与可再生新能源发电易受外部环境变化等因素影响的问题，电能的产生、储存和消耗之间的协同合作成为了新能源发电着重需要解决的问题。随着光伏发电规模的增加和市场对变换器高功率密度、高效率和高可靠性的要求，传统的两电平储能逆变器已无法满足要求…
储能充电
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国产碳化硅器件11月22日
SiC MOSFET缓冲电路的设计方法

文章来源：罗姆（ROHM）半导体摘要：近几年，SiC MOSFET 作为各种各样的电源应用和电源线的开关元件，其应用范围在迅速地扩大中。其中一个主要原因是与以前的功率半导体相比，SiC MOSFET 使得高速开关动作成为可能。不过，由于开关的时候电压和电流的急剧变化，元件自身的封装电感和周边电路的布线电感影响变得无法忽视，导致漏极源极之间会有很大的电压尖峰。这个尖峰不可超过使用的 MOSFET …
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国产碳化硅器件11月22日
SiC-MOSFET 与 Si-IGBT 混合开关车载双向充电器中线桥臂设计及控制

文章来源：中国电机工程学报作者：付永升 1，任海鹏 1*，李翰山 1，石磊 2，雷鸣 1，闫克丁 1(1．西安工业大学，陕西省西安市 710021；2．广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东省广州市 51000)摘要：为增强电动汽车与电网的互动能力，车载双向充电器已成为现研究的热点。设计采用碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(silicon carbide-metal oxide se…
储能充电
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国产碳化硅器件11月22日
基于SiC与IGBT的驱动电路设计

文章来源：电子产品世界作者：姜北张全柱李晓鹏李昕禹李清林（华北科技学院信息与控制技术研究所，河北廊坊 065201）摘要：功率半导体器件是电力电子系统中的关键器件。目前市面上主流的功率半导体器件有绝缘栅双极型晶体管（insulate-gate bipolar transistor，IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（metal-ox…
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国产碳化硅器件11月22日
1200V碳化硅MOSFET瞬态可靠性研究

文章来源：微电子学作者：钟炜，张有润，李坤林，杨啸，陈航（电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室，成都 610054）摘要：随着碳化硅MOSFET器件在功率变换领域的广泛应用，碳化硅MOSFET器件的瞬态可靠性问题成为研究热点。文章主要研究了1200V SiC MOSFET瞬态可靠性的测试与表征。通过搭建短路和UIS测试通用的测试平台进行实验，对短路和UIS失效机理进行分析。通过对商用器…
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国产碳化硅器件11月22日