碳化硅在储能系统设计中的优势
双向功率流与高效率与传统的硅（Si）或绝缘栅双极型晶体管（IGBT）技术相比，碳化硅（SiC）MOSFET 的一个关键优势在于其能够在第一象限和第三象限导通，实现真正的双向功率流。这对于现代储能系统（ESS）应用至关重要，尤其是在如图腾柱或半桥等先进拓扑结构中，这些结构依赖于低损耗的双向运行。SiC 器件具有体二极管，反向恢复电荷低，这是在高频开关过程中降低损耗的关键特性。这使得 SiC 在效率方面优于基于硅的 MOSFET 和 IGBT，因为后者的反向恢复损耗更高，在此类拓扑结构中会导致效率降低。例如，硅超结（SJ）器件由于反向恢复损耗较高，不适合用于图腾柱拓扑结构，会影响系统效率。IGBT 配备反并联二极管也能实现双向功率流，但在反向时只能以非受控整流模式工作，导致功率因数较差和谐波较高。相比之下，SiC MOSFET 能够实现受控且高效的双向运行，从而提升系统整体性能。
欧姆导通损耗特性
在储能系统（ESS）常见的部分负载工况下，SiC MOSFET 的欧姆导通损耗显著低于 IGBT。这一特性尤为重要，因为储能系统经常在部分负载下运行，而 IGBT 由于其双极型导通特性，在此情况下会产生更高的导通损耗。在 ESS 的整个生命周期内，这些效率提升将带来可观的能量节省，从而有效抵消 SiC 器件较高的初始成本。对于电动汽车（EV）应用而言，这种效率提升还能延长电池续航时间，使 SiC 成为牵引逆变器的热门选择。
紧凑且具成本效益的设计
SiC 器件能够在更高的开关频率下工作，从而允许使用更小型的无源元件，如电感和电容。再加上由于热损耗降低而减少的散热需求，这使得系统设计更加紧凑且具成本效益。虽然 SiC元件的初始价格较高，但在辅助元件成本节省和系统全生命周期内能效提升的作用下，这一溢价往往能够被抵消。
页:
[1]