SiC二极管逆变器投入应用让燃料电池车更轻

日产汽车开发出了采用SiC二极管的汽车逆变器。日产已经把该逆变器配备在该公司的燃料电池车“X-TRAIL FCV”上，并开始行驶实验。通过把二极管材料由原来的Si变更为SiC，今后有望实现逆变器的小型轻量化、提高可靠性。对于电动汽车而言，逆变器的大小一直是布局的制约因素之一。SiC元件作为具有优异特性的新一代功率半导体备受瞩目。SiC的绝缘破坏电场比Si大1位数左右，理论上SiC导通电阻可比Si减小2位数以上。原因是导通电阻与绝缘破坏电场3次方成反比。导通电阻小，因此可减小使用电源|稳压器电路时的耗电量。另外，SiC的导热率比Si高、散热性好，因此有望缩小冷却装置。着眼于这些特性，多家厂商和研究机构正在积极进行研究开发。日产汽车已经和罗姆联合开发出SiC二极管。此次，日产汽车除利用SiC外，还采用名为“异质结二极管”的构造，提高电力效率的同时，大幅改善了可靠性和耐热性。这样，与使用Si二极管时相比，二极管所占面积减小了70％，逆变器电路能源效率也提高了20％。芯片尺寸为5mm见方。由于能够进一步简化冷却装置，逆变器的体积和重量可减小15～20％。此次开发的SiC二极管除配备在燃料电池车上外，还将应用到该公司正在开发的电动汽车和混合动力车上。今后，逆变器使用的晶体管也将使用SiC元件，目的是进一步缩小逆变器。