飞机电源管理提供解决方案的碳化硅

架海梁心

碳化硅 (SiC) 是一种下一代材料，可以显著降低功率损耗并实现更高的功率密度、电压、温度和频率，同时减少散热。高温可操作性降低了冷却系统的复杂性，从而降低了电源系统的整体架构。
与过去几十年相比，航空业最近经历了快速增长，新的航空航天世界在用于电源和电机控制的SiC器件中找到了新的电源管理解决方案。
碳化硅有望在航空工业中降低重量和减少燃料消耗和排放，例如，碳化硅 MOSFET在更高工作温度下的稳定操作性吸引了研究人员对高功率密度功率转换器的兴趣。
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More Electric Aircraft (MEA) 十多年来一直是航空工业的研发课题，代表了电子系统设计和生产的一场革命。结果导致新的电源解决方案从主要的辅助支持网络扩展到显着更高的能源需求，不仅为飞行娱乐系统（后部平面屏幕）供电，还为环境控制设备、电动机和无数安全系统供电和整个飞机的传感器。
3 W' q% t( K/ M3 q; O1 {6 J6 g使用SiC和氮化镓等材料开发能够承受高电压和电流的新型半导体器件，为电力电子技术带来了决定性的积极变化。SiC具有宽带隙、高导热性和高抗电场破坏能力，有助于降低功率损耗。除航空航天领域外，一个特定的应用领域是电动汽车，其中对更大的紧凑性、高功率密度和高温运行的需求至关重要。
硅一直是许多应用中的主要技术，但随着这些新型宽带功率半导体（特别是SiC MOSFET和SiC二极管）的出现，与传统的硅基技术相比，电力电子设计人员可以利用新的更高开关速度并降低损耗。
此外，SiC MOSFET技术有望显着减小航空电子电源开关的尺寸和重量，显着降低燃料消耗和排放，符合各国政府的目标。航空业已经认识到SiC的潜在优势，它对电源系统的所有领域都有明显的影响。
4 K% @1 C% B( \1 T在飞机上，我们可以识别各种使用电源组件的电子系统。AC/DC和DC/DC电源转换器用于高压和低压(28 V)的各种解决方案。
1 f7 H6 M- a! T( ]使用SiC器件的电力电子和电机驱动电路的关键设计问题之一是栅极驱动调节电路的管理。管理门控时序是一项严峻的挑战。一种方法是平衡SiC器件的速度，以确保将损耗保持在最低水平，这可以通过精确的栅极驱动器设计来实现。
基于SiC的开关器件的主要优势之一是在恶劣环境(600℃) 中运行，在这些环境中，传统的硅基电子设备无法工作。碳化硅在高温、高功率和高辐射条件下运行的能力将提高各种系统和应用的性能，包括飞机、车辆、通信设备和航天器。
5 y2 C; I7 v3 M- Z今天，SiC MOSFET是长期可靠的功率器件。未来，预计多芯片电源或混合模块将在SiC领域发挥更重要的作用。
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看一看，学一下。