晶体管是控制或放大电信号和功率的设备，是现代电子技术中最普遍的组件之一。最广泛使用的晶体管是MOSFET，它代表金属鈥搊氧化物鈥搒电子导体场效应晶体管。自20世纪60年代以来，MOSFET一直在使用，通常依赖硅作为半导体。MOSFET的最新迭代使用碳化硅作为半导体，称为SiC MOSFET。这有许多优点，但它尚未被广泛用于中压电源转换。这是因为研究人员希望通过结合新技术来解决与SiC MOSFET相关的几个挑战。
SiC MOSFET比传统晶体管具有许多优点。与现有技术相比，SiC MOSFET可以通过提高效率和功率密度来满足现代电子技术的要求。然而，如果你只是将目前的SiC MOSFET技术原封不动地换掉，就没有足够的好处来证明这种转变的合理性。为了充分利用SiC MOSFET并扩大其在广泛应用中的应用，研究人员采用了新的控制技术和策略来改进SiC MOSFET在中压应用中的工作方式。
4月22日发表在《IEEnergy》上的一篇论文中描述了这些技术。
论文作者、美国北卡罗来纳州罗利市ABB公司研究中心研究员Slavko Mocevic表示：“对于中压电源转换，10 kV SiC MOSFET具有固有的优势，例如高击穿电压、快速开关、高温运行和低导通电阻。”。
Mocevic还介绍了该技术的许多实际应用。Mocevic解释道：“在电力船舶、人口密集的城市地区以及某些情况下的可再生能源等应用中，“通常有限且昂贵的土地和空间需要高密度和高效率的转换器。如果转换器使用10 kV SiC MOSFET，系统将受益于更高的效率、更高的开关频率、高密度、网络简化和高控制带宽。”
研究人员发现了许多有助于在中压功率转换器中采用SiC MOSFET的新技术。其中包括增强型门驱动器、抑制电磁干扰的门驱动器电源以及无线功率传输转换器的添加。然而，研究人员发现，开关周期控制（SCC）和集成电容阻断晶体管（ICBT）控制方法是最重要的。Mocevic说：“开发的SCC和ICBT控制方法与10 kV SiC MOSFET器件相结合的潜力巨大。”。“这些转换器充分利用了SiC提供的快速换相速度和高开关速度的优势。它们还显著提高了功率密度和效率，并放宽了冷却要求。”这种技术组合的其他好处包括能够利用交流（AC）和直流（DC）电源、低频操作和无限制电压。
通过克服电磁干扰、高开关频率、快速电压转换以及对高压绝缘的需求等挑战，SiC MOSFET技术可以更广泛地应用于中压变频器。Mocevic说，展望未来， “下一步是提高性能并充分了解此转换器的行为，以确保所有目标应用在所有情况下的稳定运行。最终目标是开发一系列中压电路网络，利用SCC和ICBT控制，可以充分利用SiC设备的功率处理能力。这将有效解决电路解决方案目前无法采用。“”