#電源設計 #功率器件 #隔離開關控制器

【嗶嗶！電流峰值別出界】

熱切換控制器、浪湧電流限制器／浪湧電流保護器、斜率限制器、熱插拔控制器……，這些器件名稱，其實用途都相同：透過限制施加電壓的變化率，儘可能減小電流峰值以控制一連串 N 通道 MOSFET 或 IGBT 電晶體。

在一個帶有電阻和電感的源電壓 (通常供給很多並聯負載電路)、一個保險絲串聯開關，加上功率轉換輸入階段所特有的電容性負載所組成的簡化功率輸入電路中，若沒有對浪湧電流進行控制，一旦開關速率有問題或通電不受控制，峰值電流很容易超過開關元件的額定值，進而損壞系統或縮減工作壽命。

演示視頻：
《Linear：具 I2C 命令和遙測功能的 Anyside 隔離型開關控制器》
http://www.compotechasia.com/a/CTOV/2018/0709/39358.html

#亞德諾ADI #凌力爾特LTC #Anyside #LTM9100

#電源設計 #功率器件 #智慧功率模組IPM #寬能隙WBG #碳化矽SiC #氮化鎵GaN #閘門驅動器

【高壓、大動力系統，SiC 撐場】

當人們將 SiC 與 GaN 相提並論時，除了高效率、低損耗、小型化等共通優點外，就功率器件而言，現階段在應用取向仍有分野：SiC 多用於消耗大量二極體的功率因素校正 (PFC)、尤其是上千伏特 (V) 的高壓電源產品；而 GaN 多用於高功率密度 DC/DC 電源的高電子遷移率電晶體 (HEMT) 以及 600V 以上的 HEMT 混合串聯開關。

SiC 在相同尺寸下可帶來更高的電壓擊穿性能，在失效前可承受更高的溫度，即使在高溫或低電流下也能實現「低導通損耗」，使得 SiC 器件能耐受 200℃ 工作溫度，也可避免低負載或空載時的無謂浪費，因而成為太陽能和汽車的新勢力；SiC SBD 常用於太陽能，而 SiC MOSFET 則用於高功率電源、驅動電子開關、智慧工控和車輛電氣化等。

SiC 功率器件的較高 dV/dt 額定值也帶動「隔離」需求，意在更好地控制電磁干擾 (EMI) 標準。利用電容隔離技術大幅延長絕緣層 (insulation barrier) 的使用壽命、簡化設計並實現更高的系統可靠度，大幅節省能耗、監控高壓系統，並對過電流事件提供有效保護。值得留意的是，SiC 在 PFC、UPS、消費電子和電動汽車等 900V 以下低電壓產品正面對 GaN 的強悍搶市，轉攻 1200V 以上市場；為彌補成本並最大化利潤，供應商正努力提供系統級解決方案、而非單純組件。

高性能材料亦會導致印刷電路板 (PCB) 佈局變得更加困難，「虛擬原型」的佈局後分析是管理這一挑戰的理想選擇，但前提是須具備複雜的通用電磁場解算專業。為簡化開發工作，量測廠商將開關模式電源 (SMPS) 設計的效果予以「可視化」，讓工程師無需花費時間建構和測試原型。

延伸閱讀：
《碳化矽：損耗低、導熱佳，支撐 kV 等級的高壓應用》
http://compotechasia.com/a/feature/2019/0409/41525.html
(點擊內文標題即可閱讀全文)

#科銳Cree #Wolfspeed #羅姆半導體Rohm #英飛凌Infineon #意法半導體ST #通用電氣GE #富士電機FujitsuElectronics #電裝Denso #豐田汽車ToyotaMotor #豐田中央研究所CRDL #三菱Mitsubishi #松下Panasonic #住友電氣SumitomoElectric #日立Hitachi #世紀金光半導體CenturyGoldray #株洲中車時代電氣CRRCTimesElectric #中國國家電網SGCC #電子科技大學Uestc #瀚薪科技HestiaPower #亞德諾ADI #UnitedSiC #德州儀器TI #是德科技Keysight

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【高壓、大動力系統，SiC 撐場】

當人們將 SiC 與 GaN 相提並論時，除了高效率、低損耗、小型化等共通優點外，就功率器件而言，現階段在應用取向仍有分野：SiC 多用於消耗大量二極體的功率因素校正 (PFC)、尤其是上千伏特 (V) 的高壓電源產品；而 GaN 多用於高功率密度 DC/DC 電源的高電子遷移率電晶體 (HEMT) 以及 600V 以上的 HEMT 混合串聯開關。

SiC 在相同尺寸下可帶來更高的電壓擊穿性能，在失效前可承受更高的溫度，即使在高溫或低電流下也能實現「低導通損耗」，使得 SiC 器件能耐受 200℃ 工作溫度，也可避免低負載或空載時的無謂浪費，因而成為太陽能和汽車的新勢力；SiC SBD 常用於太陽能，而 SiC MOSFET 則用於高功率電源、驅動電子開關、智慧工控和車輛電氣化等。

SiC 功率器件的較高 dV/dt 額定值也帶動「隔離」需求，意在更好地控制電磁干擾 (EMI) 標準。利用電容隔離技術大幅延長絕緣層 (insulation barrier) 的使用壽命、簡化設計並實現更高的系統可靠度，大幅節省能耗、監控高壓系統，並對過電流事件提供有效保護。值得留意的是，SiC 在 PFC、UPS、消費電子和電動汽車等 900V 以下低電壓產品正面對 GaN 的強悍搶市，轉攻 1200V 以上市場；為彌補成本並最大化利潤，供應商正努力提供系統級解決方案、而非單純組件。

高性能材料亦會導致印刷電路板 (PCB) 佈局變得更加困難，「虛擬原型」的佈局後分析是管理這一挑戰的理想選擇，但前提是須具備複雜的通用電磁場解算專業。為簡化開發工作，量測廠商將開關模式電源 (SMPS) 設計的效果予以「可視化」，讓工程師無需花費時間建構和測試原型。

延伸閱讀：
《碳化矽：損耗低、導熱佳，支撐 kV 等級的高壓應用》
http://compotechasia.com/a/feature/2019/0409/41525.html
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