逆变器和光伏系统的性能要求使WBG器件应用成为
自从宽带隙 (WBG) 器件诞生以来,为功率变换应用带来了一股令人激动的浪潮。但是,在什么情况下从硅片转换到宽带隙技术才有意义呢?迄今为止,屏蔽栅极 MOSFET、超级结器件和 IGBT等基于硅的功率器件已经很好地在业界得到大规模应用。这些器件在品质因数 (FoM) 方面不断改进,加上在拓扑架构和开关机理等方面的进步,使工程师能够实现更高的系统效率。工程师坚持继续使用硅片的常见原因可能是在这方面拥有丰富的知识和经验。然而,在某些情况下,下一代电源、逆变器和光伏系统的性能要求使WBG器件应用成为。
在中压应用中,英飞凌的 OptiMOS 能够提供业界更佳的品质因数。开关电源(SMPS)、逆变器和电池供电马达等需要100~200V MOSFET 的应用已经在使用这些高频优化器件。然而,随着人工智能 (AI) 协处理器等需要巨大电流的边缘运算应用越来越广泛,对提升电源供电效率和瞬态负载响应能力提出了要求。CoolGaN可提供明显优于任何同类中压硅器件的 FoM以及零反向恢复电荷,这使其成为半桥电路的选择。由于其晶体平面生长特性,使封装能够实现采用顶部散热的创新机制。在 54V 输入/12V 输出的变换器中,基于 CoolGaN 的设计可提供 15A 电流,在500 kHz 开关频率时达到超过 96.5% 的峰值效率。这比同等OptiMOS 5 100V在100 kHz开关频率下效率提高了1%。
总体而言,CoolGaN 和 CoolSiC 都能够提供更好的 FoM,并且可实现比同类硅器件更高的效率。但是,这些并不是需要考虑的因素,价格同样很重要,采用新技术带来的相关风险也是如此。GaN 和 SiC 都具有不同的驱动和工作特性,为了充分发挥这些技术的潜力,可能还需要新的拓扑架构或控制技术。
选电感,首先挑电感线圈
对感应线圈的选型和使用,首先要考虑对线圈的检测测量,然后才能判断线圈的质量及优劣。电感线圈的电感量和品质因数 Q的准确检测,一般需要仪器,且测试方法比较复杂。使用仪器检测前,可先对线圈进行通断检查,判断线圈的 Q值大小。
一、根据工作频率选择线圈导线
工作于低频电压下,一般都是采用漆包线带绝缘导线制成的感应线圈。当电路中的工作频率超过几万赫兹或低于2 MHZ时,则采用多股绝缘导线绕制线圈,这样可以有效地增加导体的表面积,从而克服集肤效应的影响,使 Q值比同一种界面剂的单导线绕制线圈高30%~50%,在频率高于2 MHZ电路中,电感线圈采用单根粗导体线绕制,直径一般为0.3~1.5 mm。为了减少额外的损耗,采用镀银铜线绕电感线圈,其效果不如单根导线好。
选择高质量的盘管框架,降低介质损耗。对于频率较高的场合,应选择高频介质材料,并用间绕法绕制。
三、合理选择线圈尺寸,可降低损耗。
合理选择防护罩的直径。
屏蔽罩过小会增加线圈损耗, Q值降低, Q值过大也会增大体积,因此选取时一定要选择合理的直径尺寸。
五、采用磁芯可显著减少线圈圈数目。
减小磁芯,不仅可以减少线圈的圈数,减小体积,还有利于提高线圈的电阻值,提高 Q值。
减小绕制线圈的分布电容。
尽可能使用无骨架绕制线圈,这样可以减少分配电容的15%-20%。对多层电路线圈而言,其直径越小,绕组长度越小,分布电容就越小。因此在绕线时,应减小绕组的长度。
七、选择较大的线圈直径,减少线圈的损耗。
卷径可以选择大一些,这样有利于增大体积,减小线圈的损失,一般的接收机,单层线圈直径可选择12-30 mm,多层线圈选取6-13 mm,从体积上讲,大不要超过20-25 mm。
IC封装设计
IC 封装设计也有不同的分类,取决于形成。它包括基板类型和引线框架类型。虽然这两种形式构成 IC 封装设计的主要分类,但还存在其他次要分类形式。在这里,您会发现以下内容。
针栅阵列。它部署在套接字中。
双列直插和引线框架封装
此类封装用于需要引脚穿过孔的组件。
芯片级封装。它是一种可直接表面贴装的单芯片封装。面积小(比模具小1.2倍)
四方扁平包装。它是一种无铅封装类型,尽管它有一个引线框架。
四方扁平无铅。它是一种微型封装,接近于芯片尺寸,主要用于表面安装。
多芯片封装。该封装也称为多芯片模块,将分立元件、半导体芯片和多个 IC 集成到一个基板上。因此,这样的安排使它成为一个多芯片封装并且类似于一个更大的 IC。
面阵封装。它是一种通过利用芯片表面的任何剩余区域进行互连来提供大性能并节省空间的封装类型。
您应该注意到大多数公司,包括RayMing PCB ad Assembly,都使用像 BGA 那样的面阵封装。它的出现是因为需要多芯片结构。此类封装和模块为利用片上系统格式的解决方案提供了的选择。因此,如果您想获得具有正确基板和封装的理想 IC,在联系我们之前考虑所有这些会有所帮助。
但是,我们也提供世界的客户服务。如果您无法为您的集成电路找出佳基板或封装类型,您将得到适当的指导。