金刚逆变器

碳化硅用途是做什么?

1. 碳化硅（SiC）是一种半导体材料，由碳和硅元素融合而成。

2. 它因其独特的物理和化学属性而在多个领域中得到广泛应用。

3. 电力电子器件：碳化硅被广泛应用于制造高性能、耐高温、高功率的电力电子器件，包括整流器、逆变器、MOSFETs、IGBTs等。

4. 这些电子器件能够在高温和高电压的环境下稳定运作，从而提升效率和可靠性。

5. 光电子器件：在光电子器件领域，碳化硅同样有其应用，例如用于生产高功率激光二极管和光伏电液哪池。

6. 碳化硅不仅能在高温条件下运作，而且对光的吸收范围广泛，使其成为高性能光电子器件的理想材料。

7. 射频（RF）和微波应用：碳化硅的高电子迁移率和低损耗特性使其适用于射频和微波领域，用于制造高频率器件。

8. 如微波功率握埋伏晶体管和高频电路。

9. 车载电子和电动车技术：碳化硅的高温性能使其成为车载电子和电动车技术的理想选择。

10. 能够提升电动车的效率和续航能力。

11. 高温传感器和电子器件：由于碳化硅的高温稳定性，它被用于制造高温传感器和电子器件。

12. 这些器件可用于监测和控制高温环境下的各种应用。

13. 化学工业和高温环境应用：碳化硅的耐腐蚀性和高温稳定性使其在化学工业中得到应用。

14. 例如制造耐腐蚀的管道、反应器和炉具。

15. 总结而言，碳化硅作为一种卓越的半导体材料，适用于各种高性能和特殊应用场合。

16. 特别是在需要耐高温、高功率、高频率的环境中表现出色。

17. 梅曼激光段携作为国内工业级固体激光器的领先企业，自2010年成立以来，其产品在硬材料加工方面具有独特优势。

18. 能够为碳纤板切割、碳化硅晶圆划片、硅晶圆二维码标记、铝基碳化硅热沉刻蚀、金刚石加工、航空级碳纤维板精密切割等领域提供完整的解决方案。

做了一个2KW的不间断电源，带48-72V输入，开源了，分析一下原理！

一个新型外包项目，悬赏8000元。要求：全开源一个简易的（开源助力活动，仅开源即可）。

成本压缩到多少？

这是一篇关于设计和开源一个2KW大功率逆变器的文章，该逆器支持48-72V输入，具备不间断供电以及充电功能。本文将分享其功能描述、设计原理、电路原理分析、调试教程、成本说明以及设计注意事项。

项目设计原理：需求分析表明，需要一个宽范围输入的逆变器，电压从48V到72V，支持电池供电，能够在市电存在时使用市电供电，市电断电时立即转换为逆变器工作，并在有市电时给电池充电。这种设备被定义为不间断电源（UPS）。

市面上的UPS通常采用DAB有源谐振进行电流的双向流动，以实现电池供电和充电功能。然而，通过查阅EG8026芯片的数据手册，发现当电池充电时PFC升压最高为450V，通过变压器LLC谐振（4:30）到电池端的电压仅为69V。这意味着该芯片无法满足72V电池充满电至80V的需求。因此，作者设计了一个新的拓扑结构，包括BUCK、LLC、SPWM和FLYBUCK。

设计拓扑结构：48V到72V的电池经过同步BUCK降压到48V，然后通过LLC谐振软开关技术升压至350V直流母线VBUS电压，再通过SPWM进行逆变。这种设计完美解决了宽范围输入电压的问题，最高支持100V的输入电压。充电部分采用FLYBUCK进行恒流充电，功率为200W，输出电压为48V-80V。

电路原理分析：初级EG1163S同步降压电路包括防反接电路、3个1000uF/100V的黑金刚电容并联、同步BUCK降压、限流电阻以及过流保护。LLC谐振电路采用EG1611芯片，芯片可以发出固定频率的PWM信号，通过R43电阻调节频率，频率需与LLC后级谐振腔频率一致，以实现软开关技术。逆变电路由EG8010小板和四个IGBT组成，辅助电源电路包括德州仪器高压输入BUCK芯片、EG1163S降压芯片和SW3516H快充电路，而充电电路则涉及交流输入浪涌保护、电容限流保护、OB2269反激芯片、800V10A以上的NMOS以及电压恒压保护和恒流充电。

调试教程：调试过程分为几个步骤，包括焊接反激电路，调整电压和电流电位器，观察电流表以确保恒定电流，更换不同负载以测试恒流效果，以及调整频率和观察波形是否为正弦波。如果波形变为椭圆形，则频率过高。

成本说明：项目总成本为500元，获取奖金8000元。物料清单中列举了一些关键部件。

设计注意事项：安装时确保绝缘措施，注意电压和电流表的正负极，避免接反。可以额外配备散热风扇。本项目已全开源，提供给学习者参考。

开源说明：项目由湖南科技大学新能源应用实验室雷超林设计，仅供学习交流，严禁商业用途。首次公开，为原创项目。根据“CC BY-SA 4.0”许可证授权，禁止商业使用，转载需附原文链接及声明。

参考资料：

浅谈第三代半导体技术-宽禁带(WBG)半导体

半导体工业经历三个阶段，以硅和砷化镓为基的为第一、二代，而第三代半导体，以其较大能隙，被称为宽禁带(WBG)半导体。这类半导体以碳化硅、氮化铝、氮化镓、金刚石或氧化锌为基础，其中成熟应用的主要是碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)。

在电动汽车行业，硅基MOSFET和IGBT成为主流功率半导体，但硅基器件在400V电动汽车上的性能已达极限。随着向800V高压平台转型，宽禁带(WBG)半导体成为亟需的升级材料，提供更好的电气和热性能。SiC和GaN因在800V高压平台应用中的优异性能，成为牵引逆变器、车载充电器和DC-DC转换器等应用的首选。

宽禁带半导体定义：材料绝缘态与导电态间能量差，即带隙，决定了电子跃迁至导带所需的能量。金属材料导电，源于电子处于高能导带，而半导体材料在室温下电子主要处于价带，需加足够能量跃迁至导带。硅(Si)带隙1.12eV，砷化镓(GaAs)为1.43eV，虽广泛使用，但低能隙限制了在高电压应用中的性能。宽禁带半导体提供更高的工作电压和能效，且体积更小。

宽禁带半导体的应用广泛，如充电器、适配器、电动汽车充电、电信通信、开关电源、车载充电和高压到低压DC-DC转换器等。这类半导体为高功率、高频率和高温应用提供了解决方案，显著提高了能效和设计灵活性。

在800V牵引逆变器中，SiC MOSFET的应用实现了电动汽车动力系统的更快、更高效和更轻便。SiC产生热量少、对温度敏感度低、导通电阻小、结温高，显著降低了开关损耗、提高了电流承载能力并加快了开关速度。而GaN虽带隙、临界电场和饱和速度与SiC相近，但较低的热传导率限制了其在高功率、高温度应用中的效率。业界正致力于开发垂直/三维GaN结构以解决此问题。

第三代半导体材料正在引领清洁能源和电子信息技术的革新，从照明、家用电器到消费电子设备、能源汽车、智能电网和军事装备，高性能的第三代半导体材料需求巨大。这将推动宽禁带半导体市场快速发展。

光伏行业中国十大龙头？

1、阳光电源；全球光伏逆变器龙头

2、固德威；全球光伏逆变器市场出货量位列第11位

3、隆基股份；全球最大的单晶硅光伏产品制造商

4、锦浪科技；国内生产组串式逆变器的行业龙头企业

5、上机数控；全球光伏金刚线切片机龙头

6、福莱特；国内球光伏玻璃龙头公司

7、奥特维；光伏组件设备市场龙头企业

8、金博股份；国内单晶拉制炉核心部件坩锅组件产品龙头企业

9、迈为股份；国内太阳能电池丝网印刷设备龙头

10、晶澳科技；光伏组件全球市场占有率排名第二

金刚石芯片，商用在即

金刚石半导体材料正成为半导体行业的热点，旨在实现去碳化目标，突破传统硅材料的限制。氮化镓、碳化硅等材料的发展使得行业能开发出更高效、更可持续的技术，广泛应用于可再生能源系统、电动汽车等减少碳排放的领域。金刚石，作为新半导体材料的代表，因其独特的性质，在芯片制造中展现出广阔前景。

金刚石芯片的优势包括热管理、成本/效率优化和二氧化碳减排。相较于其他半导体材料，金刚石在150摄氏度的典型工作温度下性能更优，其优异的散热性能使设备重量和体积显著减小，为电动汽车、可再生能源系统、工业电机驱动器等应用提供了轻量化、高效能的解决方案。在成本、效率和系统体积之间取得平衡，金刚石芯片能够实现比碳化硅更低的成本，同时提供更高能效和更小的体积，对电动汽车等设备实现能效提升和体积减小至关重要。

金刚石芯片在具体用途上，尤其适合为高功率5G元件（如基站、放大器）提供高效散热，确保设备稳定运行。5G基础设施的扩展和对数据速度的高需求推动了金刚石基板在5G相关设备中的应用。金刚石衬底与氮化镓、碳化硅等材料配对，能制造出工作电压更高、频率更高的功率器件，广泛应用于电动汽车、电源逆变器、工业电机驱动器、大功率激光器和先进电源系统。

全球市场对金刚石半导体基材的需求日益增长。预计到2030年，全球市场规模将从2023年的1.51亿美元增长至3.42亿美元，复合年增长率将达到12.3%。在亚洲市场，中国、日本和韩国等国的电子和半导体行业增长驱动了金刚石半导体衬底市场的快速发展，预计亚太地区将主导全球收入份额。

尽管金刚石芯片在性能上表现出色，但成本问题、晶片尺寸限制和掺杂技术难度是其面临的挑战。为解决这些问题，多家公司正在研发金刚石量产技术。例如，日本的Orbray与佐贺大学合作开发了2英寸单晶圆金刚石功率半导体，美国的Diamond Foundry成功制造出4英寸单晶钻石晶圆，而法国的Diamfab也在开发合成金刚石的外延和掺杂技术，以满足汽车、可再生能源和量子产业的半导体和功率元件市场需求。

Advent Diamond公司通过创新技术在首选基底上生长单晶掺磷金刚石，突破了金刚石半导体材料的n型半导体开发瓶颈。同时，Akhan Semiconductor公司通过低温金刚石沉积技术，实现了在硅基底上创建n型金刚石材料，为半导体行业带来了革命性的进展。Diamond Quanta公司开发的“统一金刚石框架”技术，成功实现了金刚石的掺杂，赋予金刚石半导体特性，将金刚石引入电力电子和量子光子设备领域。

尽管国内外在金刚石芯片的开发和应用方面面临着挑战，但随着技术的不断进步和投资的增加，金刚石材料在未来半导体领域的发展前景十分广阔。金刚石芯片的应用将有助于提高半导体材料的性能、效率和可靠性，推动关键产业的绿色转型，为实现可持续发展目标做出贡献。

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