碳化矽MOSFET可顯著提高高頻感應加熱效率

高頻感應加熱是利用電磁感應原理對工件進行加熱，透過頻率的選擇和感應線圈的合理設計，可以方便地獲得其功率密度在被加熱工件內的分佈。 由於電子開關元件的限制，高頻感應加熱電源一直以來都採用電子管振盪結構，不僅效率低、體積大、成本高，而且有高電壓危險。

隨著電力電子元件的發展，MOSFET、IGBT、SiC等新型開關元件相繼出現，為高頻感應加熱電源的小型化、高效化提供了元件基礎。 SiC MOSFET具有工作頻率高、導通電阻小、開關損耗小等優點，是目前最有前途的高頻感應加熱電源半導體裝置。

圖1：高頻感應加熱電源原理圖

圖1為高頻感應加熱電源原理框圖，其中功率逆變電路所採用的功率模組的開關頻率決定了整機的效率和體積。 為了提高效率、盡可能減少電源的體積，必須讓功率元件運作在較高的開關頻率，同時降低導通和開關損耗。

CREE公司推出的新型SiC MOSFET具有工作頻率高、導通損耗低等優點，非常適合在感應加熱設備中應用，可以提高開關頻率，減少濾波裝置的電抗器和電容器的體積，提高整機的效率。 幫助有效感應加熱設備製造商推出新一代高頻、高效、小體積的產品。

圖2：Creesic MOSFET晶片開發

圖2顯示CREE在SiC領域不斷創新，目前已推出第三代SiC MOSFET晶粒，與第一代晶粒相比，最新一代SiC MOSFET晶粒面積減小至42%，從而大幅降低了導通阻抗和導通損耗。

圖3：相同條件下SiC MOS與Si MOS效率對比

圖3是在相同測試條件下，採用SiC MOS與Si MOS測試的原型機的效率比較。從圖表中可以看出，隨著功率的不斷提高，採用SiC MOS可以顯著提高設備的效率，並降低產品損耗。

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