SIC功率器件特性及其在PFC电路中的应用研究.pdf

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1、分类号：ＴＭ７Ｍ单位代码１：００５８？；－暖條‘＇电路中的应邑■－－－－－－－－－－￣￣■￣学科专业＾：电舉与财Ｌ１－－乎气乂作者姓名：李君娜Ｉ．１．．Ｖ二，■；；＇指导敦师：付贤松完成日期－－：２０１７０１２０ｒ＇－ｒ．：：６ｌ：．：！＾独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ标往和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津工业大学或其他教育机构

2、的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名；签字日期；年又月＾日学位论女版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津工业大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权去津工业大学可Ｌ义格学位论文的全部或部分內容编入有关数据库讲行枪褒，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｋ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名导师签名：签字曰期：兴。年

3、立月％曰签字曰期：心７年＞月苗曰学位论文主要创新点一Ｓ、将ｉＣ犯ＤＷ及ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ应用于ＡＰＦＣ电路中，作为功率变换电路中的开关器件，制作出实际电路板进行测试。相较于使用全Ｓｉ功率器件的ＡＰＦＣ电路，使用全ＳｉＣ功率器件的ＡＰＦＣ电路不仅其功率因数有所提离，同时续流二极管及开关ＭＯＳＦＥＴ上的损耗也有大幅减小。二、本论文同时还进巧了双脉冲测试，对ＳｉＣ肖特基势垒二极管及ＳｉＣＭＯＳＦＥＴ的开关特性进行测试。通过实际测量来验证ＳｉＣ功率器件的性能优势。Ｉ摘要根据摩尔定律，目

4、前大规模使用的Ｓｉ功率器件已经渐渐达到其发展的极限了，难Ｗ满足今后社会发展对于器件的工作频率、耐受温度、功率、能效、耐恶劣环境Ｗ及轻便小型化等等方面的更高要求。寻找更加符合今后发展所需要的替Ｓ一代半导体ｉ材料功率器件的新型材料半导体功率器件这项工作，早在上世纪９０。而ＷＳｉｃ为年代就己经展开代表的第Ｈ代半导体材料凭借其各项优异属性逐渐受到业内人古的关注。ＳｉＣ功率器件具有反向漏电流小、开关频率高、阻断电压裔、导通电阻小和工作温度高等性能特点，并且在２１世纪初，使用ＳｉＣ材■料制作出的肖特基势盞二极管己经

5、成功地走出实验室。在未，实现商品化的规模来的电力电子技术领域，使用Ｓ把材料制成的功率器件将会逐步替代Ｓｉ材料功率器件，具有广阔的应用前景。本文分析了ＳｉＣ肖特基二极管和Ｓ记ＭＯＳＦＥＴ的工作特性，Ｗ及其与相应Ｓｉ功率器件之间的差异。分析和讨论了功率因数的定义和计算、ＢｏｏｓｔＡＰＦＣ电ｉＣＳＤ０６０、ＳｉＣＭＯＳＦＥＴＣＭＦ路中的开关损耗，阐述了Ｓ肖特基二极管Ｃ１０１０１２０Ｄ：的特性，Ｗ及各种ＰＦＣ技术的拓扑、控制及控制茫片ＵＣ３８５４的封装和工作原８５４一款２理。使用功率因数控制苍片ＵＣ３设计制

6、作５０Ｗ输出的ＡＰＦＣ电路，同时将不同的ＳｉＣ功率器件与Ｓｉ功率器件的组合分为四个被测组应用于该ＡＰＦＣ电路中－，对ＡＰＦＧ电路的性能巧及电路中所使用的半导体功率器件的损耗情况进行了分析，指出与Ｓ，选用ＳｉＣ功率器件可Ｗ有效降低开关损耗。ｉ功率器件相比同时完成了双脉冲动态特性测试电路的制作，实验测试了ＳｉＣ功率器件的主要特性与参数。完全使用Ｓ把功率器件的有源功率因数校正电路比使用Ｓｉ功率器件时，总３谐波崎变因数从９．２％下降到了．７％功率因数由０．９９５提高到了化９９９二极；而；．管上的功耗从

7、６．２Ｗ下降到１９Ｗ关ＭＯＳＦＥＴ上的功耗从２２．８Ｗ下降到了；开１２．３Ｗ。关键词：碳化珪；功率器件；功率因数校正；开关特性；开关损耗ＡＢＳＴＲＡＣＴｃｏ＇ＡｃｒｄｉｎｔｏＭｏｏｒｅｓＬａｗｔｈｅＳｉｏｗｅｒｄｅｖｉｃｅｓｗｈｉｃｈａｒｅｕｓｅｄｏｎａｌａｒｇｅｓｃａｌｅｇ，ｐａｔｐｒｅｓｅｎｔｈａｖｅｇｒａｄｕａｌｌｙａｐｐｒｏａｃｈｅｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｌｉｍｉｔ，ａｎｄｃａｎｎｏｔｓａｔｉｓｆｙｔｈｅｈｉｇｈｅｒｄｅｍａｎｄｓｆｏ

8、ｒｄｅｖｉｃｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｔｏｌｅｒａｂｌｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｐｏｗｅｒ，ｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｈａｒｓｈｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｏｒｔａｂｉｌｉ