Publication detail

Využití SiC a GaN technologií v moderních systémech pro přeměnu energie

PROCHÁZKA, P. PAZDERA, I.

Original Title

Využití SiC a GaN technologií v moderních systémech pro přeměnu energie

English Title

Utilization SiC and GaN technology in modern systems for energy conversion

Type

conference paper

Language

Czech

Original Abstract

SiC a GaN polovodičové technologie jsou nejslibnější budoucí technologie spínacích součástek v oblasti výkonové elektroniky. Velikost intenzity elektrického pole při průrazu je až desetinásobně vyšší než u klasických Si technologií. První existující komerční výkonové polovodiče již dosahují závěrných napětí až 1700 V. Ve vývoji jsou již polovodiče se závěrným napětím až 10 kV. Díky vysoké hodnotě závěrného napětí lze zkrátit substrátovou vrstvu a docílit tak malého odporu kanálu. Odpor kanálu navíc nejméně oste s teplotou. Nové polovodiče jsou schopné pracovat s teplotou přechodu přes 300 C. Takto extrémně vysoké teploty dovolují nižší hmotnosti a objemy chladících soustav a tím i výraznou úsporu výrobních nákladů. Vysoké hodnoty elektronové pohyblivostí umožňují spínací frekvence daleko za 100 kHz i při vysokém napětí (>1 kV) a nízké přepínací ztráty. Z několika měření elektromagnetické kompatibility se při strmosti 1 A/ns ukázalo, že došlo ke zvýšení obsahu vyšších harmonických v oblasti 8 -20 MHz a naopak ke snížení v oblasti 20-30 MHz (nižší zotavovací špičky proudu SiC polovodičů). Závěrem lze říci, že GaN technologie bude výhradní pro aplikace pouze do 600 – 1000 V, kvůli nízké termální vodivosti. Významným benefitem bude jejich konečná cena. SiC technologie budou okupovat vysokonapěťové aplikace nad 1 kV za výrazně vyšší cenu technologie budou okupovat vysokonapěťové aplikace nad 1 kV za výrazně vyšší cenu.

English abstract

Paper gives closer prospection of new technologies of switching devices used in power electronic and describes their expected benefits in power conversion systems (motors, converters, electric sources, smart-grid systems). Semiconductor technologies ased on Silicon Carbide „SiC“ or Gallium Nitride are new technologies significantly improving static and dynamic parameters of the switching devices. SiC transistors and their behavior is very similar to conventional MOSFET Si transistor. But in many parameters re superior in comparison to Si transistors and improve than the efficiency of the power devices and the whole energy systems. Huge benefit is their breakdown voltage shifted up to 1200V and more in the near future. This allows their use in 3 phase supply stems which make up majority of the realized industrial application. Short switching and recovery times and allow shift switching frequency of the converters over 100kHz. High switching frequencies generally reduce weight and volume of the heat sink ystems and magnetic circuits.

Keywords

SiC tranzistor, Vysoká spínací frekvence

Key words in English

SiC transistors, High switching frequency

Authors

PROCHÁZKA, P.; PAZDERA, I.

RIV year

2012

Released

23. 5. 2012

Publisher

Brno University of Technology

Location

Brno

ISBN

978-80-214-4514-7

Book

Proceedings of the 13th Internationnal Scientific Conference Electric Power Engineering 2012, Volume 1

Edition

1

Edition number

1

Pages from

1129

Pages to

1133

Pages count

5

URL

BibTex

@inproceedings{BUT95122,
  author="Petr {Procházka} and Ivo {Pazdera}",
  title="Využití SiC a GaN technologií v moderních systémech pro přeměnu energie",
  booktitle="Proceedings of the 13th Internationnal Scientific Conference Electric Power Engineering 2012, Volume 1",
  year="2012",
  series="1",
  number="1",
  pages="1129--1133",
  publisher="Brno University of Technology",
  address="Brno",
  isbn="978-80-214-4514-7",
  url="http://www.epe-conference.eu"
}