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安森美650V SiC满足高可靠性的应用

随着宽带隙技术在传统和新兴电力电子应用中的不断普及,半导体企业正以惊人的速度开发其产品。 2021年,安森美半导体发布了650 V碳化硅(SiC)MOSFET技术,以支撑从数百瓦到数十千瓦的直流电源需求,包括汽车牵引逆变器,电动汽车(EV)充电,太阳能逆变器等应用,服务器电源单元(PSU)和不间断电源(UPS)。

随着宽带隙技术在传统和新兴电力电子应用中的不断普及,半导体企业正以惊人的速度开发其产品。 2021年,安森美半导体发布了650 V碳化硅(SiC)MOSFET技术,以支撑从数百瓦到数十千瓦的直流电源需求,包括汽车牵引逆变器,电动汽车(EV)充电,太阳能逆变器等应用,服务器电源单元(PSU)和不间断电源(UPS)。

SiC MOSFET已被证明是高功率和高电压设备的理想选择,其目标是替代硅(Si)功率开关。 SiC MOSFET使用一种全新的技术,该技术提供了比硅更好的开关性能和更高的可靠性。此外,低导通电阻和紧凑的芯片尺寸确保了低电容和栅极电荷。因此,这些设备的系统优势包括更高的效率,更快的工作频率,更高的功率密度,更低的EMI以及更小的系统尺寸。

安森美半导体的新型汽车级AECQ101和工业级的650 V NTH4L015N065SC1 SiC MOSFET带来了新的机遇。NTH4L015N065SC1 SiC MOSFET的有源单元设计与先进的薄晶圆技术相结合,可为击穿电压为650 V的设备提供性能更好的Rsp(Rdson *面积)。 NTH4L015N065SC1还具有市场上Z低的TO247封装Rds(on)之一。内部栅极电阻(Rg)消除了使用外部栅极电阻人为降低设备速度的需求,从而为工程师提供了更大的设计灵活性。更高的抗浪涌,雪崩能力和短路的鲁棒性有助于增强其坚固性,从而提供更高的可靠性和更长的器件寿命。这些设备无铅且符合RoHS要求。

NTH4L015N065SC1技术参数

与硅器件相比,安森美半导体的SiC MOSFET的介电击穿场强高10倍,电子饱和速度高2倍,能带隙高3倍,热导率高3倍。NTH4L015N065SC1 SiC MOSFET器件具有出色的动态和热性能,并在高结温下稳定运行。在相同范围内,与SiC MOSFET相比,650V NTH4L015N065SC1器件提供的竞争特性如下:

Z低导通电阻:典型RDS(on)= 12 m @ VGS = 18 V&典型RDS(on)= 15 m @ VGS = 15 V
低电容和超低栅极电荷:QG(tot)= 283 nC
高开关速度和低电容:Coss = 430 pF
在175摄氏度的高结温下稳定运行
具有AEC-Q101认证的卓越雪崩耐用性


图1:NTH4L015N065SC1 SiC MOSFET(图片来源:安森美半导体)

大家通常习惯于将三个端子(栅极,漏极和源极)用于Si MOSFET。图1表示NTH4L015N065SC1 SiC MOSFET的引脚图和符号表示。快速浏览NTH4L015N065SC1 SiC MOSFET的数据表,就会发现两个源极端:“驱动器源”和“电源”。驱动器源实质上是驱动栅极的电路的参考端,它减少了负载电流路径中电感的负面影响。

SiC MOSFET的电(静态)表征包括经过评估的性能参数的DC和AC表征。下图(图2)传达了NTH4L015N065SC1 SiC MOSFET在安全工作区域内的载流能力。当漏极至源极电压(VDS)较低时,Z大电流受导通状态电阻的限制。在中等VDS时,该设备可以在短时间内承受数百安培的电流。


图2:NTH4L015N065SC1 SiC MOSFET安全工作区(图片来源:安森美半导体)

汽车用SiC MOSFET

通过设计SiC MOSFET可以改善许多电源电路和器件。汽车电气系统是该技术的Z大受益者之一。现代的EV / HEV包含使用SiC器件的设备。一些流行的应用是车载充电器(OBC),DC-DC转换器和牵引逆变器。图3指出了电动汽车中需要大功率开关晶体管的主要子系统。 OBC的DC-DC转换器电源电路将高电池电压转换为较低电压,以操作其他电气设备。电池电压现在高达600或900伏。具有SiC MOSFET的DC-DC转换器可将此电压降低至48伏,12伏,以用于其他电子组件的操作。OBC系统中的SiC MOSFET允许在更高的频率下开关,提高效率并减少热管理。使用新型SiC MOSFET可实现更小,更轻,更高效,更多的性能可靠的电源解决方案。


图3:用于HEV和EV的WBG车载充电器(OBC)。 交流输入经过整流,功率因数校正(PFC),然后进行DC-DC转换,其中一个输出用于给高压电池充电,另一个输出用于给低压电池充电。 (图片来源:安森美半导体)

云顶国际登录官网 > 行业资讯 > 日期:2022-6-25 来源:Internet 编辑:yq 浏览量:


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