UnitedSiC FET射流计算机消除SiC FET选择中的猜忌

电源设计工具在不断改进，仿真越来越能够在调节、效率和由此产生的损耗方面输出准确的波形和性能。不过有一个小问题：模拟器只能使用你告诉它的内容——软件很聪明，但它不会为你选择功率晶体管，它当然也不会告诉你是否选择了不是最佳的，甚至在正常的电路应力下会损坏。

设计人员对要使用的开关技术有一个很好的了解——他们不会选择用于MHz开关的IGBT或用于高功率牵引应用的硅MOSFET，因此他们可能会采取明智的选择，并考虑UnitedSiC SiC FET作为起点，其开关性能和低传导损耗。可用范围很广，具有不同的额定电压、导通电阻和封装样式，并且始终可以选择并联器件。可以找到性能和成本的最佳 SiC FET，但到目前为止，这意味着需要繁琐地迭代不同部件的仿真或台架测试。现在，UnitedSiC的在线FET-Jet计算器改变了这一切。

计算器负责初始零件选择。该工具无需任何注册即可免费使用，使设计人员能够选择应用、拓扑、电气设计参数和环境温度，并快速试用 UnitedSiC 的 SiC FET 和二极管系列中具有所选散热器额定值的器件。即时计算关键性能结果，包括整体效率，将组件损耗分为动态和传导贡献，以及结温和电流应力水平。如果产生的电压高于所选器件的额定值，则会发出警告。

深入研究一下，可以选择的应用是 AC-DC 前端和隔离或非隔离 DC-DC 转换器。在每个应用程序中，可以从最流行的拓扑中选择拓扑。例如，在AC-DC类别中，具有传统的升压PFC，图腾柱PFC，维也纳整流器或两电平电压源逆变器。在非隔离式 DC-DC 类别中，可以选择带或不带同步整流的降压或升压以及三电平升压拓扑。在隔离式 DC-DC 类别中，可以选择流行的 LLC 转换器，包括半桥或全桥变体，以及带相移控制的移相全桥或双有源桥。在相关的情况下，支持从连续 （CCM） 到边界 （BCM） 的传导模式。

可以从下拉菜单中选择 UnitedSiC 系列的 SiC FET 和二极管，这些下拉菜单会定期更新最新的器件版本，并且单击器件链接到其产品页面，其中包含指向数据表和 SPICE 型号的链接，这是有帮助的。显示的器件列表也可以按额定电压、封装和系列进行排序，滑块将选择限制在额定电流范围内。

一个例子是展示计算器功能的最佳方式;如果我们在隔离式DC-DC部分中选择相移全桥拓扑，则会看到下面的屏幕。

图 1：UnitedSiC FET-Jet 计算器的示例屏幕截图

在这里，我们从400V的输入电源选择了12V/800kW输出。开关频率设置为80kHz，并输入特定于PSFB拓扑的参数，例如所需的峰峰值电感纹波电流、最大初级相移、最大占空比损耗、变压器初级电容和匝数比。可以指定最大散热器温度，以及通过隔离焊盘从开关到散热器的热阻。请注意，从结到外壳的器件导通电阻和热阻可以设置为“典型”或“最大值”，以便进行最坏情况分析。

选择UF3C120080K4S器件后，计算器可立即返回正向和反向的平均和均方根开关电流，以及导通和开关损耗的完整细分，从而为半导体带来99.25%的可信整体效率。现在，您可以播放并查看选择其他设备或操作条件的效果。例如，使用相同的SiC FET将开关频率提高到200kHz会使损耗增加19%，但进一步的计算可能会表明，磁性元件要小得多，因此可能会证明更高的半导体损耗是合理的。尝试将功率加倍至 24kW，并出现红色警告，指出器件结温超过最大额定值。

一个有趣的实验是将每个位置的并联FET数量设置为多个。回到我们的默认设置，使用两个并联FET而不是一个可将总损耗降低近一半，结温下降近20度。这是因为电流在两个器件之间共享，但由于功率与电流的平方成正比，因此与单个器件相比，每个器件的损耗为四分之一或一半。然而，每个FET的运行温度要低得多，导通损耗仅为单个器件的四分之一，因此导通电阻更低，损耗更低。这被两个并联的FET略高的开关损耗所抵消。

为电源设计最初选择半导体开关可能是一件苦差事。UnitedSiC 的新型 FET 射流计算器使其能够轻松准确地预测系统性能。多功能 FET-Jet 计算器肯定会吸引那些想要快速但可靠地预测 UnitedSiC FET 在各种应用中的表现的设计人员——它既有趣又免费！

审核编辑：郭婷