充電器里有哪些碳化硅元器件？

發(fā)布時(shí)間：2022-08-31作者來(lái)源：薩科微瀏覽：1524

前言

在充電器市場(chǎng)與氮化鎵材料零部件競(jìng)爭(zhēng)激烈的當(dāng)下，倍思研發(fā)了業(yè)界[敏感詞]120W氮化鎵+碳化硅快充充電器。充電器產(chǎn)品還具有高耐壓、低導(dǎo)通電阻和高效率等特性，有助于降低待機(jī)和運(yùn)行能耗，并考慮到緊湊的解決方案設(shè)計(jì)。也可以完全滿足設(shè)備的PD快充特殊要求。

碳化硅（SiC）

碳化硅（SiC）是碳和硅的化合物。

碳化硅單晶材料目前采用物理氣相輸運(yùn)（PVT）法，在超過(guò)2000℃的高溫下，將碳粉和硅粉通過(guò)高溫分解成原子，通過(guò)溫度控制沉積在碳化硅籽晶上形成碳化硅晶體。碳化硅是第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料，與硅（Si）相比，碳化硅的介電擊穿強(qiáng)度更大、電子密度更高和電子漂移速度更快且熱導(dǎo)率更高。

碳化硅元器件

碳化硅元器件必然要通過(guò)拆解充電器才能得知，因此以充電頭網(wǎng)此前拆解的尚巡230W氮化鎵充電器為例進(jìn)行理解。

PFC電路的運(yùn)用

此前，由于開(kāi)關(guān)電源整流后采用大容量的濾波電容，會(huì)呈現(xiàn)容性負(fù)載，而在電容充放電時(shí)會(huì)使電網(wǎng)中產(chǎn)生大量高次諧波，產(chǎn)生污染和干擾；因此在后續(xù)的開(kāi)關(guān)電源中開(kāi)始引入PFC電路，功率在75W以上的開(kāi)關(guān)電源被強(qiáng)制要求加入PFC電路以提高功率因數(shù)并修正。

例如尚巡230W氮化鎵充電器內(nèi)部輸入端構(gòu)造為EMI電路、整流濾波、PFC升壓電感等元件，居中一顆大電容橫向放置，頂部貼有膠帶絕緣；另有一根接地導(dǎo)線橫跨初級(jí)和次級(jí)。并且通過(guò)觀察分析發(fā)現(xiàn)，這款電源內(nèi)部采用了PFC+LLC電源架構(gòu)，以固定電壓輸出，不僅采用了合封控制器，同時(shí)使用了4顆氮化鎵開(kāi)關(guān)管以及1顆碳化硅二極管。

氮化硅元器件為什么會(huì)與PFC電路聯(lián)系

隨著行業(yè)內(nèi)的電源功率密度持續(xù)提升，并由于氮化鎵功率器件的普及，PFC電路需要提高工作頻率來(lái)減小磁芯體積，此時(shí)常規(guī)二極管的性能已經(jīng)不能滿足高頻下整流需求；而在大功率快充電源產(chǎn)品中，碳化硅二極管搭配氮化鎵功率器件，可以將PFC的工作頻率從不足100KHz提升到300KHz，而高頻整流電路中要選擇反向恢復(fù)電流較小、反向恢復(fù)時(shí)間較小的整流二極管，因此碳化硅二極管完美契合需求，同時(shí)可減小升壓電感體積，實(shí)現(xiàn)高功率密度的設(shè)計(jì)，使得效率也達(dá)到了大幅提升。

例如尚巡230W氮化鎵充電器內(nèi)PFC升壓整流管特寫，為美浦森 MSM06065G1碳化硅二極管，采用DFN5*6封裝，超薄封裝節(jié)省體積，適用于高功率密度的大功率氮化鎵適配器中。

充電頭網(wǎng)總結(jié)

碳化硅材料作為第三代半導(dǎo)體，目前已有多家廠商投產(chǎn)，并已漸漸取代傳統(tǒng)快恢復(fù)二極管；目前已經(jīng)在電動(dòng)汽車、逆變器、軌道交通、太陽(yáng)能發(fā)電等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用；并且由于USB PD快充技術(shù)的普及和氮化鎵技術(shù)的成熟，已經(jīng)開(kāi)始在消費(fèi)類電源市場(chǎng)中得到運(yùn)用。

而充電頭網(wǎng)通過(guò)往期的拆解了解到，目前已有倍思120W充電器、MOMAX摩米士 100W 充電器、尚巡230W 充電器以及REMAX睿量 100W充電器內(nèi)部的電路中內(nèi)置碳化硅元器件，從而實(shí)現(xiàn)了更高的功率密度，因此碳化硅材料或成為大功率電源產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。

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