SiC材料在白色家电中的应用与优势：提升能效、优化性能、降低成本

        碳化硅（SiC）材料在白色家电领域的应用和优势主要集中在提高能源效率、优化系统性能和降低成本方面。SiC 器件的应用范围非常广泛，包括但不限于空调、冰箱和洗衣机。这些器件通过降低能耗和最小化设备体积来提高家电的能源效率，从而减少能源浪费并升级家电。目前家电行业使用的碳化硅功率器件主要有SiC肖特基二极管和SiC MOSFET，SiC肖特基二极管主要应用于功率因数校正（PFC）电路，SiC MOSFET则应用于电机驱动。可供SiC功率二极管外延片用于家电行业，详情请咨询：vp@honestgroup.cn。

1. SiC基器件优势

        与传统硅基器件相比，SiC器件的优势包括：

1）击穿电压更高，允许使用更薄的设备来支持更高的电压；

2）更好的高温性能，作为宽带隙材料，在高温下表现出更低的漏电流；

3）更高的热导率，支持高电流密度应用；

4）降低能量损失，有助于最大限度地减少电力损失；

5）更高的开关频率，减小了大型无源元件的尺寸和重量；

6）更小的芯片尺寸和更低的寄生电容，导致更低的开关损耗，使得电源转换器能够以更高的开关频率和速度运行；

7）能够在更高的环境温度下运行，有助于减少散热器尺寸。

图1 SiC与Si半导体材料性能对比

        这些优势使得SiC器件能够在白色家电领域大幅提升能效、优化系统性能、降低成本，促进家电产品的技术创新和升级。

2. SiC器件在冰箱和空调中的应用

        商用冰箱和空调是轻工业应用的两大类型。这些应用的最大功率水平分别为7 HP（=5.25 kW）和7 kW，单相输入，一般采用强制冷却。这些应用的电力电子电路由单相输入整流器、PFC升压电路和三相逆变电路组成。商用空调超过7kW，其系统的输入级将从带升压PFC电路的单相输入整流器改为三相输入电路。SiC MOSFET和二极管因其低损耗和高开关频率而对PFC级至关重要，可实现更高效的AC-DC PFC前端转换器和电机驱动逆变器。

        研究表明，通过将直流链路电压始终保持在540V，并在PFC级使用SiC功率MOSFET和二极管，可以实现用于轻工业应用的单相和三相交流输入的统一平台。通过在PFC级使用30mΩ SiC MOSFET，可以实现功率水平为7HP的商用冰箱逆变器应用。通过使用Rds（on）为14mΩ、7mΩ、或30mΩ两个并联的PFC SiC MOSFET，同样的设计可以扩展到7 kW的商用空调系统应用中。

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