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基本半导体第二代SiC碳化硅MOSFET在直流充电桩电源模块中的应用
发布时间:2023-07-29        浏览次数:22        返回列表
 基本半导体第二代SiC碳化硅MOSFET在直流充电桩电源模块中的应用
 
传统的直流充电桩拓扑电路一般是三相交流380V输入电压经过PFC维也纳 AC/DC电路后,得到直流母线电压,然后经过两路全桥LLC DC/DC电路,输出 200V到1000V高压给新能源汽车充电使用。其中PFC维也纳电路AC/DC的开关频率 40kHz 左右,一般用使用 650V的超结MOSFET或者 650V 的IGBT,劣势是器件多,硬件设计复杂,效率低,失效率高。新一代直流充电桩拓扑电路会把原来的PFC维也纳整流升级为采用第二代SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z的三相全桥PFC整流。这样将大大减少功率器件数量,简化控制电路的复杂性,同时通过提高开关频率来降低电感的感量,尺寸和成本。DC/DC全桥LLC部分,升级为采用第二代SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z的DC/DC电路,可以从原来的三电平优化为两电平LLC。这样可以极大简化拓扑电路,减少元器件的数量,控制和驱动更加简单。基于第二代SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z的高频特性,可以提高LLC电路的开关频率,从而减少磁性器件的尺寸和成本。由于LLC电路是软开关工作模式,损耗集中在开关管的导通损耗上,由于拓扑结构的原因,流过LLC中SiC碳化硅MOSFET的电流有效值是Si MOSFET电流的一半,所以最终导通损耗大大减小。新一代采用SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z的直流充电桩拓扑电路可以提升0.3~0.5%左右的效率。
  
碳化硅MOSFET具有优秀的高频、高压、高温性能,是目前电力电子领域最受关注的宽禁带功率半导体器件。在电力电子系统中应用碳化硅MOSFET器件替代传统硅IGBT器件,可提高功率回路开关频率,提升系统效率及功率密度,降低系统综合成本。
 
基本半导体第二代碳化硅MOSFET系列新品基于6英寸晶圆平台进行开发,比上一代产品在比导通电阻、开关损耗以及可靠性等方面表现更为出色。在原有TO-247-3、TO-247-4封装的产品基础上,基本半导体还推出了带有辅助源极的TO-247-4-PLUS、TO-263-7及SOT-227封装的碳化硅MOSFET器件,以更好地满足客户需求。
 
基本半导体第二代碳化硅MOSFET亮点
更低比导通电阻:第二代碳化硅MOSFET通过综合优化芯片设计方案,比导通电阻降低约40%,产品性能显著提升。
 
更低器件开关损耗:第二代碳化硅MOSFET器件Qg降低了约60%,开关损耗降低了约30%。反向传输电容Crss降低,提高器件的抗干扰能力,降低器件在串扰行为下误导通的风险。
 
更高可靠性:第二代碳化硅MOSFET通过更高标准的HTGB、HTRB和H3TRB可靠性考核,产品可靠性表现出色。
 
更高工作结温:第二代碳化硅MOSFET工作结温达到175°C,提高器件高温工作能力。