中國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量分別達(dá)到705.8萬(wàn)輛和688.7萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)96.9%和93.4%，市場(chǎng)占有率達(dá)25.6%，新能源汽車產(chǎn)銷量已連續(xù)8年位居全球第一。不知道手機(jī)前的你是否也成為了電動(dòng)汽車的車主

如果是的話，您是否有家用充電樁呢？每天又花多長(zhǎng)時(shí)間來充電呢？普通的慢充充電時(shí)間要持續(xù)6-8小時(shí)，這個(gè)時(shí)間對(duì)于有家用充電樁的車主也許可以接受，白天開車，晚上充電。但是對(duì)于隨停隨走的需求顯然不能滿足，因此快充技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

“充電五分鐘，通話兩小時(shí)”這曾是某手機(jī)廠商的廣告標(biāo)語(yǔ)，而時(shí)代發(fā)展到現(xiàn)在，汽車領(lǐng)域也出現(xiàn)了“充電5分鐘，續(xù)航200公里”這樣的目標(biāo)，這就是800V高壓快充平臺(tái)。

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當(dāng)前主流新能源整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍一般為230V-450V，取中間值400V，籠統(tǒng)稱之為400V系統(tǒng)；而伴隨著快充應(yīng)用，整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍達(dá)到550-930V，取中間值800V，可籠統(tǒng)稱之為800V系統(tǒng)。

那么為什么已經(jīng)有了400V系統(tǒng)，還需要800V系統(tǒng)呢？

首先我們需要明確快充的關(guān)鍵是提高整車充電功率，實(shí)現(xiàn)的方法無(wú)非是提高電壓或者提高電流，但是加大充電電流需要更粗重的線束，這會(huì)增加汽車整體的重量，發(fā)熱量也會(huì)更高，所以提高電壓是更為可行的一個(gè)技術(shù)路線。

說了這么多前提背景介紹，那么回到標(biāo)題的問題，電車快充的關(guān)鍵是什么呢？

答案就是碳化硅！

800V電子電器架構(gòu)

由于整車架構(gòu)由400V提高到800V，當(dāng)前的OBC、DC/DC及PDU等電源產(chǎn)品都需要從400V等級(jí)提升至符合800V電壓平臺(tái)的應(yīng)用，SiC的優(yōu)異特性得以施展。相比于IGBT，SiC小體積、高效率、高開關(guān)速率及耐高溫的特點(diǎn)更適用于800V高壓充電平臺(tái)。

無(wú)圖無(wú)真相

正巧最近實(shí)驗(yàn)室中出現(xiàn)SiCMOSFET一枚，

我們請(qǐng)出我們強(qiáng)有力的工具——

動(dòng)態(tài)測(cè)試分析儀！

▲基礎(chǔ)款PD1500A

▲升級(jí)款PD1550A

他們不僅可以對(duì)傳統(tǒng)IGBT等功率器件進(jìn)行測(cè)試，還適用于寬禁帶半導(dǎo)體VDS/VCE高達(dá)1360 V，ID/IC 高達(dá)1000A，同時(shí)可表征650V、1.2 kV和1.7 kV額定電壓的功率模塊。

詳細(xì)資料可點(diǎn)擊此處下載

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讓我們基于動(dòng)態(tài)參數(shù)分析儀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看看SiC和IGBT的差別，尤其是動(dòng)態(tài)參數(shù)方面。

測(cè)試之前，我們先來明確一下要對(duì)比哪些參數(shù)，根據(jù)之前的闡述，SiC具有更高的開關(guān)速率，更小的損耗，下面我們就從這兩個(gè)方面來進(jìn)行解釋和對(duì)比：

1.開關(guān)速率——t_rt_t

從簡(jiǎn)單理解的開關(guān)速率入手，我們只需要對(duì)器件進(jìn)行開通和關(guān)斷進(jìn)行控制，觀察它的開通和關(guān)斷時(shí)間即可，時(shí)間長(zhǎng)，速率低，時(shí)間短速率高。

*Notes：本次實(shí)驗(yàn)我們選用1200V,40A SiC MOSFET以及Si IGBT進(jìn)行對(duì)比，要注意的是，在不同廠商與技術(shù)代別中SiC器件與Si器件某一特性的具體數(shù)值和相對(duì)比例，一定是有區(qū)別的，但SiC器件與Si器件對(duì)比結(jié)果的趨勢(shì)是不變的。

首先我們先來看一下IGBT的開關(guān)時(shí)間是多少，我們選取了某知名品牌IGBT的數(shù)據(jù)手冊(cè)中的數(shù)據(jù)。

t_r=30ns

t_t=70ns

而同樣條件下，我們測(cè)得的SiC MOSFET開關(guān)時(shí)間如下：

真實(shí)測(cè)試結(jié)果

可以從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，SiCMOSFET開關(guān)時(shí)間t_r=17.86ns，t_t=18.73ns，二者都小于同等條件下Si IGBT的開關(guān)時(shí)間，足以證明SiC MOSFET確實(shí)開關(guān)速率更快這一特性。

2.能量損耗——E_onE_off

接下來我們?cè)賹?duì)比一下器件損耗，根據(jù)IGBT手冊(cè)中的數(shù)據(jù)，器件開關(guān)損耗分別為：

E_on=2mJ

E_off=2.2mJ

而根據(jù)儀器測(cè)試結(jié)果，SiC的開關(guān)損耗僅為E_on=0.201mJ，E_off=0.205mJ，從測(cè)試結(jié)果對(duì)比可以看出，SiC的損耗確實(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Si IGBT。

真實(shí)測(cè)試結(jié)果

除了上述兩種參數(shù)外，我們還可以對(duì)寄生電容Qg，米勒電容Crss進(jìn)行測(cè)試，來對(duì)比二者的差異，在之前我們也寫過相關(guān)的文章來解釋這些參數(shù)的含義，可以參考下列鏈接：

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芯片測(cè)試大講堂——寬禁帶半導(dǎo)體模塊動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試

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雷軍花式安利的GaN充電器，憑啥成為充電神器？

如果想要查看測(cè)試use case和demo視頻，也可以參考下面的鏈接：

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Solution Talks | 寬禁帶半導(dǎo)體（WBG）雙脈沖測(cè)試方案

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