R課堂 | DC-DC轉換器實機驗證
在輕負載條件下，由于第4代SiC MOSFET的開關損耗非常小，所以效率顯著改善。
在重負載條件下，與第3代SiC MOSFET相比，第4代SiC MOSFET的損耗降低達15W以上。
尤其是高邊SiC MOSFET的開關損耗和反向恢復損耗大幅降低，這將有助于改善整體損耗。
繼上一篇文章的電路工作原理和損耗分析之后，本文我們一起來看一下實際安裝進行驗證的結果。
第4代SiC MOSFET的特點
在降壓型DC-DC轉換器中使用第4代SiC MOSFET的效果
1）電路工作原理和損耗分析
2）DC-DC轉換器實機驗證
在EV應用中使用第4代SiC MOSFET的效果
1）EV應用
3）圖騰柱PFC實機評估
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為了確認上一篇中提到的損耗分析在實際應用產品中的具體反映，我們將第4代SiC MOSFET安裝在以下規格的降壓型DC-DC轉換器中，進行了實際應用驗證。表1中是DC-DC轉換器和SiC器件的規格。用來調整開關速度的外置柵極電阻Rg_ext采用的是3.3Ω，這個值可以平衡高速開關與振鈴和浪涌。圖1是（a）DC-DC轉換器電路和（b）半橋部分使用的第4代SiC MOSFET評估板（內置去耦電容）。電感器L、輸出電容器Co以及輸入大容量電容器是外接的。另外，為了進行比較而使用了第3代SiC MOSFET。
表1.DC-DC轉換器規格和SiC器件規格
圖1.實機驗證用降壓型DC-DC轉換器和第4代SiC MOSFET評估板
圖2是50kHz條件下導通和關斷時的VGS、VDS、ID波形（右列波形）。左側是將導通時（右列波形中綠色虛線包圍的區域）的波形放大后的樣子。從放大后的波形可以看出，導通時的上升時間Trise非常短，僅有20ns左右。
圖2.實測開關波形（500Vin,250Vo/20A(5kW),50kHz）
圖3是該DC-DC轉換器的效率（左側）和損耗（右側）測試結果。從測試結果可以看出，在輕負載（1kW附近）條件下，開關損耗（固定損耗）非常小——這也是第4代SiC MOSFET的特點，所以效率得以顯著提高。另外， 在重負載（5kW附近）條件下，與第3代SiC MOSFET相比，第4代SiC MOSFET的損耗降低達15W以上。
圖3.效率和損耗的測試結果（500Vin,250Vo/7kW,50kHz）
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圖4是對DC-DC轉換器的損耗分解進行理論分析后的結果。已經確認損耗降低了約15W。另外還可以看出，尤其是高邊SiC MOSFET的開關損耗和反向恢復損耗PQrr大幅降低，為改善整體損耗發揮了重要作用。
圖4.損耗分析結果（計算值）（左：2kW，右5kW）
介紹了在電源產品的小型化、降低功耗和提高效率方面具有巨大潛力的碳化硅（SiC）的基本物理特性，以及SiC二極管和晶體管的使用方法及其應用案例。
使用新一代SiC MOSFET降低損耗實證 —前言—
在EV應用中使用第4代SiC MOSFET的效果：圖騰柱PFC實機評估
使用新一代SiC MOSFET降低損耗實證 —總結—
第4代SiC MOSFET的特點
在降壓型DC-DC轉換器中使用第4代SiC MOSFET的效果
電路工作原理和損耗分析
在EV應用中使用第4代SiC MOSFET的效果
在EV應用中使用第4代SiC MOSFET的效果：EV應用
在EV應用中使用第4代SiC MOSFET的效果：裝入牽引逆變器實施模擬行駛試驗
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