- 通过内置SiC CMOS栅极驱动器的电源模块实现电机驱动
- 独特的栅极驱动方法有助于降低噪音并有助于提高电机系统的可靠性。
- 只需更换当前的电源模块，开关操作期间的能量损耗即可减少到大约十分之一。
带有集成 SiC CMOS 栅极驱动器的电源模块的电机系统
*原始论文中的数据已被引用和修改。
AIST研究人员与明电舍株式会社（明电舍）合作，实现了世界上第一个由内置SiC CMOS栅极驱动器的SiC功率模块驱动的电机（以下简称“SiC CMOS功率模块” - 将碳化硅（SiC）器件与互补金属氧化物半导体（CMOS）电路相结合的功率模块，以实现精确高效的开关控制）。
由于其高节能性能，SiC（碳化硅）功率器件正在应用于注重高效率的领域，例如电动和混合动力汽车的电机驱动控制。然而，目前的SiC功率器件仅用于极低速的开关操作，没有充分发挥其固有的节能性能。
AIST一直致力于开发使用SiC CMOS栅极驱动器的SiC功率器件的高速开关操作技术。此次，AIST与明电社通过从基础器件技术到电机系统应用的综合联合研究，在世界上首次成功实现了使用SiC CMOS功率模块驱动电机。通过独特的栅极驱动方法降低噪声，只需将当前的SiC功率模块替换为SiC CMOS功率模块，即可将开关操作过程中的能量损耗（开关损耗）降低至十分之一左右，同时提高电机系统的可靠性。 SiC CMOS电源模块是一种专为未来使用而设计的新型电源模块。
这项研究的结果已在 2025 年 3 月 20 日举行的 2025 年 IEEJ 全国大会上详细介绍。
SiC 功率器件有望在需要提高能源效率的许多领域找到应用。这些功率器件通过反复接通和断开来进行功率转换。这种开关操作过程中产生的能量损耗称为开关损耗，可以通过提高功率器件的开关速度（即实现高速开关操作）来降低开关损耗。 SiC功率器件能够进行高速开关操作，并具有更高的节能性能。低速开关操作，限制了它们充分发挥潜力。造成这种情况的主要原因是，当前栅极驱动方法存在 SiC 功率器件因高速开关操作产生的噪声而出现故障的风险。因此，迫切需要开发一种新颖的栅极驱动方法，可以降低高速开关操作期间的噪声，并将其应用于电机系统。