在功率器件的世界里，開(kāi)關(guān)損耗是一個(gè)繞不開(kāi)的關(guān)鍵話題。

對(duì)于追求高效能的現(xiàn)代電子設(shè)備而言，理解并優(yōu)化開(kāi)關(guān)損耗至關(guān)重要。

PART.01功率器件的 “開(kāi)關(guān)損耗” 究竟是什么？

功率器件在電路中承擔(dān)著控制電流通斷的重任。開(kāi)關(guān)損耗，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是功率管在開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程中產(chǎn)生的功率損耗，它包括開(kāi)通損耗和關(guān)斷損耗。

當(dāng)功率管開(kāi)通時(shí)，其電壓不會(huì)瞬間降至零，電流也不會(huì)立刻上升到負(fù)載電流，二者存在一個(gè)交疊區(qū)，此時(shí)便產(chǎn)生了開(kāi)通損耗。同理，關(guān)斷時(shí)，功率管的電流不會(huì)馬上變?yōu)榱?，電壓卻已開(kāi)始上升，這一過(guò)程同樣會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗，即關(guān)斷損耗。

另外，在開(kāi)關(guān)電源中，對(duì)大型mos管進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作時(shí)，對(duì)寄生電容的充放電也會(huì)引發(fā)開(kāi)關(guān)損耗。開(kāi)關(guān)損耗與開(kāi)關(guān)頻率成正比，頻率越高，損耗越大。

在硬開(kāi)關(guān)電路中，每次開(kāi)關(guān)動(dòng)作的導(dǎo)通和關(guān)斷過(guò)程中，電壓與電流的交疊會(huì)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)損耗。開(kāi)關(guān)損耗的計(jì)算公式為：?jiǎn)未伍_(kāi)關(guān)損耗×開(kāi)關(guān)頻率。當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率提高時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)的開(kāi)關(guān)次數(shù)增加，由于硬開(kāi)關(guān)的每次動(dòng)作的損耗（由電壓、電流的交疊時(shí)間決定）基本固定，總開(kāi)關(guān)損耗會(huì)與頻率成正比增加?。而且，一般情況下，截止損耗要比導(dǎo)通損耗大得多。

PART.02 GaN/SiC 如何優(yōu)化開(kāi)關(guān)損耗？

GaN作為第三代半導(dǎo)體材料，具有卓越的性能。其電子遷移率極高，這使得功率器件能夠在更短的時(shí)間內(nèi)完成開(kāi)關(guān)動(dòng)作。開(kāi)關(guān)時(shí)間大幅縮短，意味著電流與電壓交疊的時(shí)間減少，從而直接降低了開(kāi)關(guān)損耗。并且，GaN晶體管沒(méi)有體二極管，避免了體二極管反向恢復(fù)過(guò)程中產(chǎn)生的額外損耗。

在實(shí)際應(yīng)用中，例如在高頻開(kāi)關(guān)電源里，使用GaN功率器件，開(kāi)關(guān)頻率可以輕松提升至幾百kHz甚至更高，同時(shí)保持較低的開(kāi)關(guān)損耗，極大地提高了電源的轉(zhuǎn)換效率。

SiC同樣是優(yōu)化開(kāi)關(guān)損耗的一把好手。它的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度高，能夠承受更高的電壓，降低了器件導(dǎo)通電阻。在開(kāi)關(guān)過(guò)程中，較低的導(dǎo)通電阻意味著更小的電流損耗。而且，SiC MOSFET的體二極管反向恢復(fù)時(shí)間極短，減少了關(guān)斷時(shí)的損耗。

當(dāng)應(yīng)用于高壓大功率場(chǎng)景，如電動(dòng)汽車的充電樁、工業(yè)逆變器等，SiC功率器件憑借其低開(kāi)關(guān)損耗的特性，能顯著提升系統(tǒng)效率，減少能源浪費(fèi)。

PART.03芯干線：將 GaN/SiC 優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致

芯干線專注于功率器件領(lǐng)域，深刻洞察GaN和SiC的潛力，并將其充分運(yùn)用到產(chǎn)品中。我們的GaN和SiC功率器件產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)與嚴(yán)格測(cè)試，在優(yōu)化開(kāi)關(guān)損耗方面表現(xiàn)出色。

以芯干線的氮化鎵充電器為例，利用GaN材料低開(kāi)關(guān)損耗的特性，實(shí)現(xiàn)了高功率輸出與快速充電，同時(shí)保持小巧的體積和較低的發(fā)熱。在工業(yè)應(yīng)用中，芯干線的碳化硅功率模塊，助力提升電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的效率，降低運(yùn)營(yíng)成本。

?芯干線GaN/SiC功率器件產(chǎn)品通過(guò)采用高頻、高壓、高溫下的高性能材料，提升產(chǎn)品性能，降低系統(tǒng)損耗，從而顯著提高了功率轉(zhuǎn)換效率?。所以，選擇芯干線的GaN/SiC功率器件產(chǎn)品，就是選擇高效、低耗的解決方案，為您的電子設(shè)備和系統(tǒng)注入強(qiáng)大動(dòng)力，開(kāi)啟節(jié)能高效的新征程。

關(guān)于芯干線

芯干線科技是一家由功率半導(dǎo)體資深海歸博士、電源行業(yè)市場(chǎng)精英和一群有創(chuàng)業(yè)夢(mèng)想的年輕專業(yè)人士所創(chuàng)建寬禁帶功率器件原廠。2022年被評(píng)為規(guī)模以上企業(yè)，2023年國(guó)家級(jí)科技型中小企業(yè)、國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，通過(guò)了ISO9001生產(chǎn)質(zhì)量管理體系認(rèn)證。在2024年通過(guò)了IATF16949汽車級(jí)零部件生產(chǎn)質(zhì)量管理體系認(rèn)證。

公司自成立以來(lái)，深耕于功率半導(dǎo)體Si MOS & IGBT、GaN HEMT、SiC MOS & SBD、IGBT 和 SiC Module等功率器件及模塊的研發(fā)和銷售。產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)、光伏、儲(chǔ)能、汽車、Ai服務(wù)器、工業(yè)自動(dòng)化等能源電力轉(zhuǎn)換與應(yīng)用領(lǐng)域。

公司總部位于南京，分公司遍布深圳、蘇州、江蘇等國(guó)內(nèi)多地，并延伸至北美與臺(tái)灣地區(qū)，業(yè)務(wù)版圖不斷拓展中。