近幾年新能源車發(fā)展迅猛，技術(shù)創(chuàng)新突飛猛進(jìn)。如何設(shè)計(jì)更高效的牽引逆變器使整車獲得更長的續(xù)航里程一直是研發(fā)技術(shù)人員探討的最重要話題之一。高效的牽引逆變器需要在功率、效率和材料利用率之間取得適當(dāng)?shù)钠胶?。?dāng)前新能源汽車牽引逆變器的功率半導(dǎo)體器件幾乎都是基于單一的硅基(Si) 或者碳化硅基（SiC）。Si IGBT 或?qū)拵?SiC MOSFET功率半導(dǎo)體具有不同的性能特點(diǎn)，可以適合不同的目標(biāo)應(yīng)用。單一性質(zhì)的IGBT器件或SiC器件在逆變器應(yīng)用中很難同時(shí)滿足高效和成本的要求。
在探討新能源車的牽引逆變器功率器件首選是SiC還是Si 器件之前，我們先簡單對比SIC MOSFET 和 IGBT 基本特性：從導(dǎo)通特性看，由于不同的物理結(jié)構(gòu)，IGBT與SIC MSOFET具有不同的輸出特性曲線，如下圖所示。SiC MOSFET導(dǎo)通特性表現(xiàn)得更像一個(gè)電阻輸出特性，而IGBT 則表現(xiàn)出一個(gè)非常明顯的拐點(diǎn)(Knee Voltage)特性。這種技術(shù)上的差異即表現(xiàn)出兩種器件不同的導(dǎo)通損耗特點(diǎn)。在電流較小時(shí)，SiC mosfet 具有更小的導(dǎo)通損耗，當(dāng)電流較大（超過曲線交點(diǎn)）時(shí)，IGBT 的導(dǎo)通損耗則更小。 從開關(guān)特性看，IGBT屬于雙極性器件，在關(guān)斷時(shí)由于少子的復(fù)合肯定會造成拖尾電流，使其開關(guān)損耗特性較差。而SiC MOSFET具有更快的開關(guān)速度，且沒有拖尾電流, 所以其開關(guān)損耗對比IGBT具明顯優(yōu)勢。
SiC MOSFET器件并不是在所有負(fù)載條件下，都具有壓倒性的性能優(yōu)勢。這也就很容易理解在選擇SiC mosfet 還是Si IGBT 時(shí)需要考慮一個(gè)盈虧平衡點(diǎn)。
