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日本开发可稳定高频驱动的SiC电力转换模块

2017-03-02 221浏览 标签: 日本

2017年2月28日,日本NEDO宣布,在其推进的项目之下,日本尼吉康株式会社(Nichicon,以下简称“尼吉康”)、大阪大学、理化学研究所共同使用第三代半导体SiC开发了可稳定高频驱动的电力转换模块,并在大型同步辐射设施“SPring-8”的X射线自由电子激光设备“SACLA”的加速器用电源中成功进行了实证。

 


图:(左)使用了第三代半导体SiC的电力转换模块(尺寸86×84×24.8mm)与预计搭载的电源产品【(中)V2H系统、(右)公共·工业用蓄电系统】。

 

近年来,电器行业一直在追求节能化。第三代半导体SiC与现有的Si半导体相比,具有低损耗、高速开关且耗电量较小等优点,所以它的实际应用备受期待。另外,SiC还可缩小比现有半导体模块可更高频驱动的电抗器等构成零部件的体积。因此,第三代半导体有望实现电源产品的小型化,并顺带产生各种各样的节能效果,例如减少产品中使用的零部件或者减少产品运输时的能耗等。但是,高频驱动的实用化进程中还有很多问题需要克服,例如噪音的增加以及因此对稳定性产生的影响等。

在此背景下,日本尼吉康、大阪大学、理化学研究所在电力转换模块内收入了栅极驱动电路,并使用SiC功率MOS-FET提高了模块的驱动频率,最终成功开发出了可稳定高频驱动的电力转换模块,并成功将电源装置体积缩小至现有的2/3。日本大型同步辐射设施“SPring-8”的X射线自由电子激光设备“SACLA”的加速器用电源对高精度、高稳定性、低噪音有着较高的要求。通过在该电源上进行实证,研究团队成功确认了该电力转换模块的高频驱动未带来噪音影响,且工作效果毫不逊色于现有的Si半导体模块。

尼吉康表示,今后将以先进医疗用加速器电源为首,推进该电力转换模块在V2H(Vehicle to Home)和公共·产业用蓄电系统等中的应用。另外,研究团队还将以大阪大学为中心,将此次的研究成果反映到可靠性评估方法等指导方针的完善或是日本国内外的标准化活动中,以促进今后第三代半导体SiC电力转换模块的实际应用和普及。

 

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