SiC基功率器件的优点 考虑一下阳光充足的一天，从而产生充足的可再生能源，例如通过光伏电池板。当电动汽车停放并连接到充电系统时，可以利用这种能量，有效地为电池充电。当司机晚上回到家时，这些剩余能量或许还可以保留80%左右。重新连接到主电源后，这些能量可以返回电网，为家庭活动（例如照明或看电视）提供电力。双向充电确实是一个很有价值的功能，碳化硅器件在其效率方面发挥着重要作用。
碳化硅提供的效率提高可归因于其对磁性元件的影响。充电电池需要高电流，这通常需要大
线圈。为了化尺寸，解决方案在于提高组件的开关频率。挑战在于保持充电系统的紧凑和流线型设计，避免体积过大。
二极管 为了更好地理解 SiC 为何具有优势，我们来看看传统的硅基超快恢复二极管，如图 1 所示。具体来说，ESW6004 是一款具有反向恢复功能的 60A 400V 快速恢复二极管。时间为 32 纳秒。从开启状态到关闭（阻塞）状态的转换特性（由图 1 中的红色阴影区域表示）决定了功率损耗。开关损耗可能很大，并且随着频率的增加，这些损耗会增加，导致设备产生过多的热量。
硅基超快恢复二极管的开关损耗。
图 1：硅基超快恢复二极管的开关损耗（Diotec Semiconductor）
检查 SiC 器件（例如 SICW 40C120（一款 40A 1,200V SiC 整流器））会发现开关损耗几乎可以忽略不计，但并非不存在。图 2 中的小峰值描绘了这一点，与硅二极管相比，损耗显着降低。这表明，特别是对于极高的开关速度和频率，SiC 器件是选择。
SiC 二极管的开关损耗。
图 2：SiC 二极管的开关损耗（Diotec Semiconductor）
检查两个二极管的正向电压 (V F ) 规格，我们发现 SiC 二极管的 V F比硅二极管更高（2.0 V，而不是 1.4 V），这是 SiC 的缺点。这意味着，在直流操作或低频操作的情况下，寻求碳化硅二极管是不切实际的，因为传统的硅器件是更好的选择。
MOSFET
当处理SiC MOSFET时，目标是在极高的频率下运行。在高频下，即使很小的电感也会成为问题。这包括元件和封装内的键合线，当处理非常高的电流和快速开关速度时，可能会在部件激活期间造成问题。
应对这一挑战的解决方案是开尔文源 MOSFET 封装，如图 3 所示。该封装采用了用于驱动 MOSFET 的特殊源连接。通过将驱动路径与电源路径分开，优点是MOSFET可以更快地导通，消除键合电感的影响。此外，更快的激活还可以降低错误开启的风险。当该部件关闭时，它会安全地关闭。终，与传统封装配置相比，这种开尔文源 MOSFET（尤其是在非常高的开关频率下）被证明是一种卓越的器件。
SiC MOSFET 开尔文源封装的优点。
图 3：SiC MOSFET 开尔文源封装的优势（Diotec Semiconductor）
桥式整流器 让我们检查一下标准电池充电器，例如许多家庭中常见的壁箱。尽管壁箱标称额定功率为 3 kW，但典型功耗为 1 kW。壁箱的关键部件是桥式整流器。当在 1 kW 充电器中使用 GBU10K 组件时，它会从电源汲取大约 4 A 电流。每个二极管的压降为 0.98 V，并且每个半波只有两个二极管导通，计算结果显示电桥中的功率损耗为 7.8 W。
Diotec推出了一款新型桥式整流器GBU10K-LV，其VF较低，为0.87V。重新计算后，桥中的整体功率损耗降低至6.7W。考虑到这种壁箱在我们家庭中的广泛使用，目前可用市场总量约为1.2亿台。假设这些壁箱中的 10% 配备了新型低功率桥式整流器，我们的计算显示，只需采用不同的桥式整流器，就可以节省约 5800 万千瓦时的能源。这是一个相当令人印象深刻的结果，我们只是谈论单个整流桥。
负载突降保护
电动汽车的另一个??重要组件是负载突降保护系统。电动汽车不仅配备高容量、高压主电池，还配备传统的 12V 电池，用于为信息娱乐系统
显示屏、车灯、雨刷器等辅助系统供电。该电池还用于在汽车打开或关闭时为连接和断开高压系统的开关供电。因此，电动汽车可以使用传统
电缆启动带有内燃机的汽车，反之亦然。
在跨接启动过程中，存在出现“负载突降”现象的潜在风险，这种现象涉及当电池断开而交流发电机连接时产生瞬态电压尖峰。该电压峰值可达到约 100 V，使车辆的
电子设备面临风险。因此，每辆电动汽车都必须配备负载突降保护装置。
抛负载保护二极管通常将此电压峰值限制为大约 35 V，这在车辆电子设备的可接受范围内。Diotec 提供负载篡改保护设备，包括峰值脉冲功率为 4.6 kW 的 LDP01、LDP02 (5 kW) 和 LDP03 (6.6 kW)，目前正处于开发阶段。所有这些组件均采用行业标准 TO-263AB 封装，而市场上的大多数器件均采用 DO-218 封装。TO-263AB 封装具有大批量生产的优势，可显着降低成本。
静电放电保护
当我们谈论负载突降保护器件时，我们必须介绍一个类似的项目：ESD保护。冬天，空气干燥，如果我们走到车前触摸把手，就会触电。对于人类来说，这不是问题；只是有点震惊。然而，对于电子设备来说，这可能是一个严重的问题，因为这种ESD会损坏电子设备。关于充电电缆，我们必须触摸它，这会给我们的电动汽车充电系统的电子设备带来 ESD 放电的风险，这是必须避免的。
Diotec 提供两种具有集成 ESD 保护功能的组件。MMFTN620KD-AQ 是一款具有集成栅极保护二极管的双 MOSFET。当发生ESD事件时，器件不会被损坏。ESDALC208 是一个 ESD 阵列，可用于保护信号和数据线免受 ESD 影响。这些组件应用于电动汽车充电电子设备，以避免 ESD 造成的损坏。
