Silisyum (Si) ve silisyum karbür (SiC) yarı iletkenlerin yükseltici tip (boost) dönüştürücü uygulamasında performans karşılaştırılması

Güç elektroniği devrelerinde anahtarlama elemanı olarak Silisyum (Si) tabanlı yarı iletkenler yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, Si tabanlı yarı iletkenler teorik sınırlarına çok yaklaşmış ve bu alandaki ilerlemeler yavaşlamıştır. Son dönemde geliştirilen geniş bant aralıklı Silisyum Karbür (SiC) yarı iletkenler, düşük kayıp, yüksek elektrik dayanımı ve yüksek sıcaklık dayanımı özellikleri ile Si yarı iletkenlerin yerini almaya başlamıştır. Bu çalışmada, 1kW gücündeki bir boost dönüştürücü tasarlanmıştır. Tasarlanan dönüştürücüde eşit akım ve gerilim seviyelerine sahip Si ve SiC tabanlı yarı iletken anahtarlar kullanılarak 10-60 kHz anahtarlama frekansı aralığında verim değerleri alınmıştır. Elde edilen deneysel değerler, LtSpice benzetim programı ile karşılaştırılmış ve sonuçların örtüştüğü görüldükten sonra LtSpice benzetim programı üzerinde 10-200 kHz anahtarlama frekansı aralığında verim ve yarı iletken kayıpları ölçülmüştür. Yapılan ölçümler ile verim, boyut ve maliyet karşılaştırması yapılmıştır. SiC yarı iletkenlerin yüksek maliyetine rağmen, toplam dönüştürücü maliyetinin daha düşük, daha verimli ve daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip olduğu görülmüştür.