PHEV和EV普及之时,SiC/GaN器件大显身手之日

2012-01-19 18:04:04来源: 互联网

  SiC(碳化硅)和GaN(氮化镓)器件的普及似将在插电式混合动力车(PHEV)和电动汽车(EV)销量猛增之际展开。法国Yole Developpement市场分析师预测道。

  如果您认为EV已经是一项成熟的技术,恐怕还需要再做斟酌。EV如今还处在上升初期,据Yole Developpement的最新报告“Power Electronics for Hybrid & Electric Vehicles”的预测,2012年到2020年间,全球的销量将增至现在的7倍。报告还显示,到2020年,混合动力车(HEV)与EV的总销量一年将达到5600万辆。并且,直到目前,一直被视为EV获得商业成功关键因素的SiC和GaN器件尚未得到EV的采用。

 
Si晶体管将早于SiC和GaN在逆变器用途上普及,但SiC和GaN或许能够赶上EV大规模商用化的时期。(图:Yole Developpement)

  其原因之一是现在备受青睐的HEV的类型。在预计2012年会售出的800万辆EV及HEV中,恐怕有700万辆会是弱混合动力车和微混合动力车。这些车辆能够将制动时损失的动能加以再利用,为充电电池充电。微混合动力车使用这些电能驱动车载电子装置。弱混合动力车还会利用这些电能驱动辅助内燃机的小型马达,但仅凭这些电能还无法驱动汽车。无论是那种类型,充放电都需要使用DC-DC升压转换器,转换器并没有专门使用高性能的部件。

  剩余的100万辆中包括纯EV和能够单独利用充电电池驱动的PHEV和HEV。在这些车辆中,控制电动发动机速度的,是把充电电池的DC电转换成AC的三相逆变器。这种逆变器目前使用的是在80~250kW的功率和600~1200V的电压下发挥整流机能的晶体管。而且,这种晶体管不单要发挥功能,还要求价格低、输出密度高。现在,硅(Si)IGBT在价格上还不符合要求。

  虽然SiC与GaN作为能比Si实现更高整流效率的材料而受到关注,但在汽车领域,这并不是非常重要的因素。即便如此,SiC和GaN依然可以实现高频整流,或是为驱动马达提供对于电容器、寄存器、电感器等被动部件没有太高滤波要求的交流波形。如果能够通过减少被动部件的数量减小尺寸,就有望提高输出密度并且降低成本。

  而且,与Si相比,SiC和GaN的工作电压高,即可以以低电流工作。因此能够提高车载电子设备的安全性,缩小晶体管的裸片尺寸。再者,其工作温度最高可达200℃,可以使HEV需要的冷却量达到最小化。其结果是,一套冷却系统可以供逆变器和内燃机两者共用。而使用IGBT的逆变器时,需要逆变器与内燃机均拥有各自的冷却系统。除此之外,如果考虑到逆变器输出密度的提升,这些优点还能够起到降低成本、借助新技术吸收增加的成本因素的作用。

  虽说有这么多的优点,但SiC和GaN要想实现广泛应用,还面临着价格太高的问题。按照Yole Developpement的预测,SiC器件将从2014年开始由EV/HEV用逆变器所采用,当年该领域的收益将增加150万美元。而GaN器件则将从2015年开始得到采用,当年的收益会提高1800万美元。SiC和GaN的采用,将于设想PHEV和EV会大规模商用化的2013年后的2014年开始。在车用功率电子器件市场上,弱混合动力车和微混合动力车用器件虽然还将占据主流,但HEV、PHEV和EV的年销量将会持续增加,于2020年达到1100万辆。可以认为,因为赶得上向汽车逆变器供货,SiC和GaN将会在汽车行业普及。

关键字:器件

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2012/0119/article_5023.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
器件

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved