能源知識庫

重點摘述

寬能隙元件如碳化矽（SiC）和氮化鎵（GaN）在功率半導體領域中相較於傳統矽基元件具有低導通損失和高切換速度的優勢。氮化鎵適用於低壓高頻操作，如消費電子電源充電器，因其高頻開關特性可縮小電路體積，提高功率密度；碳化矽則適用於高壓中頻操作，特別適合於電動馬達驅動器，其高切換速度和低損失特性能有效提升變頻器效率。然而，碳化矽元件的高di/dt和高dv/dt特性對硬體設計產生困難，需要特殊的電路布局和隔離電源電路以防止誤動作和損壞。

本文透過SiC元件雙脈衝測試，評估寬能隙元件開關特性最有效的方法。此測試可檢驗元件在實際工作條件下的導通和關斷瞬間的電壓電流波形，了解功率模組的暫態特性與電路應用之優化設計，且碳化矽元件的應用可提高載波頻率，減少諧波失真，提高整體效率3%-5%。未來在冰水機電機驅動的應用，有助於實現更高效、更小體積的電力轉換器設計。