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基本半導體第二代SiC碳化硅MOSFET在直流充電樁電源模塊中的應用

發布日期:2023/08/31
傳統的直流充電樁拓撲電路一般是三相交流380V輸入電壓經過PFC維也納 AC/DC電路后,得到直流母線電壓,然后經過兩路全橋LLC DC/DC電路,輸出 200V到1000V高壓給新能源汽車充電使用。其中PFC維也納電路AC/DC的開關頻率 40kHz 左右,一般用使用 650V的超結MOSFET或者 650V 的IGBT,劣勢是器件多,硬件設計復雜,效率低,失效率高。新一代直流充電樁拓撲電路會把原來的PFC維也納整流升級為采用第二代SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z的三相全橋PFC整流。這樣將大大減少功率器件數量,簡化控制電路的復雜性,同時通過提高開關頻率來降低電感的感量,尺寸和成本。DC/DC全橋LLC部分,升級為采用第二代SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z的DC/DC電路,可以從原來的三電平優化為兩電平LLC。這樣可以極大簡化拓撲電路,減少元器件的數量,控制和驅動更加簡單?;诘诙鶶iC碳化硅MOSFET B2M040120Z的高頻特性,可以提高LLC電路的開關頻率,從而減少磁性器件的尺寸和成本。由于LLC電路是軟開關工作模式,損耗集中在開關管的導通損耗上,由于拓撲結構的原因,流過LLC中SiC碳化硅MOSFET的電流有效值是Si MOSFET電流的一半,所以最終導通損耗大大減小。新一代采用SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z的直流充電樁拓撲電路可以提升0.3~0.5%左右的效率。
碳化硅MOSFET具有##的高頻、高壓、高溫性能,是目前電力電子領域最受關注的寬禁帶功率半導體器件。在電力電子系統中應用碳化硅MOSFET器件替代傳統硅IGBT器件,可提高功率回路開關頻率,提升系統效率及功率密度,降低系統綜合成本。
基本半導體第二代碳化硅MOSFET系列新品基于6英寸晶圓平臺進行開發,比上一代產品在比導通電阻、開關損耗以及可靠性等方面表現更為出色。在原有TO-247-3、TO-247-4封裝的產品基礎上,基本半導體還推出了帶有輔助源極的TO-247-4-PLUS、TO-263-7及SOT-227封裝的碳化硅MOSFET器件,以更好地滿足客戶需求。
基本半導體第二代碳化硅MOSFET亮點
更低比導通電阻:第二代碳化硅MOSFET通過綜合優化芯片設計方案,比導通電阻降低約40%,產品性能顯著提升。
更低器件開關損耗:第二代碳化硅MOSFET器件Qg降低了約60%,開關損耗降低了約30%。反向傳輸電容Crss降低,提高器件的抗干擾能力,降低器件在串擾行為下誤導通的風險。
更高可靠性:第二代碳化硅MOSFET通過更高標準的HTGB、HTRB和H3TRB可靠性考核,產品可靠性表現出色。
更高工作結溫:第二代碳化硅MOSFET工作結溫達到175°C,提高器件高溫工作能力。
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