SiC电力电子器件在牵引领域应用展望

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宽禁带半导体SiC是最有发展前途的电力电子材料,满足牵引变流器轻量化、小型化、高效化的发展趋势.本文阐述了SiC电力电子器件在牵引领域的应用现状,介绍了SiCSBD、SiCMOSFET、SiCJFET及SiCIGBT的优势及特点,论证了SiC电力电子器件在牵引领域应用面对的挑战.相比于目前广泛应用的Si电力电子器件，SiC器件可工作于更高的开关频率，实现电容及电感等储能和滤波部件小型化;芯片功率密度更大，缩小器件及功率模块尺寸;损耗小，工作结温高，减小冷却装置体积。这些优良特性共同推动牵引变流器向小型化、轻量化、高效率的方向发展。当前制约SiC电力电子器件在牵引领域应用的主要因素包括:衬底及外延成本高，芯片价格高;材料缺陷多，芯片成品率及单只芯片电流受到限制;封装技术存在瓶颈，SiC材料性能无法得到完全展现。不过可以看见的是，随着SiC材料技术的不断发展及各大厂商对SiC器件的重视，SiC电力电子器件未来几年在成品率、可靠性、价格及封装技术方面可获得较大改善，将广泛应用于牵引领域，逐步展现出其性能和降低变流系统成本方面的优势，对牵引变流器的发展和变革产生持续的推动作用。
作者：曹琳郑松吴磊冯科
作者单位：中车永济新时速电机电器有限责任公司,山西永济044502
母体文献：2015年铁道牵引动力学术年会论文集
会议名称：2015年铁道牵引动力学术年会  
会议时间：2015年12月1日
会议地点：北京
主办单位：中国铁道学会,北京铁道学会
语种：chi
分类号：V21U26
关键词：电力牵引  宽禁带半导体  芯片功率  晶片尺寸
在线出版日期：2017年11月24日
基金项目：
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