王振民，王鹏飞

（华南理工大学机械与汽车工程学院）

摘要：

目前逆变焊机普遍采用的Si基功率器件的性能已接近由其材料特性决定的理论极限，依靠Si基功率器件继续完善和提高逆变焊机性能的潜力已十分有限。SiC是一种革命性的宽禁带半导体材料，是下一代功率半导体材料的重点发展方向。介绍了新型SiC材料的特性及其功率器件的类型、原理和特点；对比分析SiC和普通Si基功率器件的性能；在此基础上探讨将SiC功率器件应用于逆变焊机的优势；分析和展望SiC功率器件在新一代逆变焊机中的应用前景。

关键词：

SiC；逆变焊机；功率器件；宽禁带半导体

前言

焊接作为国家工业发展的重要支柱，是提升我国制造业国际竞争力，成为引领世界制造业发展的制造强国，实现“中国制造”规划的重要一环。焊机为焊接电弧提供能量，其性能优劣直接影响到焊接工艺质量。目前，逆变焊机已成为电焊机的主流成品，并朝着大容量、轻量化、高效率、模块化、智能化等方向发展[1]。逆变焊机的功率器件（包括MOFET、IGBT、SBD、FRD等）普遍采用Si半导体器件。这些Si功率器件的开关性能已随其结构设计和制造工艺的完善而接近由其材料特性决定的理论极限，依靠Si功率器件继续完善和提高弧焊逆变电源性能的潜力已十分有限，迫切需要依靠新材料来满足新一代逆变焊机对器件性能的更高要求。

新型半导体材料和器件的研究与突破，常常带来新的技术革命和新兴产业的发展。以SiC和GaN为代表的宽禁带半导体材料拥有传统Si基半导体材料难以比拟的优异性能，在实际应用中能够给逆变焊机系统注入新的活力，对研制出具备紧凑体积、耐高温、高功率密度、耐高压、抗辐射以及高性价比等性能的新一代高性能逆变焊机，推动整个焊接设备的更新换代和焊接行业的发展具有重要意义。本研究介绍目前已经开始商业化应用的SiC功率器件的特点、分类以及应用于逆变焊机时的特点与优势，展望了宽禁带SiC在新一代逆变焊机中的应用和推广。

（中间刊登未完，详细文章

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lktp/932.html