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傾佳電子34mm與62mm封裝SiC MOSFET模塊及其DESAT隔離驅(qū)動(dòng)方案在固態(tài)斷路器(SSCB)應(yīng)用中的系統(tǒng)化分析

楊茜 ? 來(lái)源:jf_33411244 ? 作者:jf_33411244 ? 2025-09-07 10:57 ? 次閱讀
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傾佳電子34mm與62mm封裝SiC MOSFET模塊及其DESAT隔離驅(qū)動(dòng)方案在固態(tài)斷路器(SSCB)應(yīng)用中的系統(tǒng)化分析

傾佳電子(Changer Tech)是一家專注于功率半導(dǎo)體和新能源汽車連接器的分銷商。主要服務(wù)于中國(guó)工業(yè)電源、電力電子設(shè)備和新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈。傾佳電子聚焦于新能源、交通電動(dòng)化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型三大方向,并提供包括IGBT、SiC MOSFET、GaN等功率半導(dǎo)體器件以及新能源汽車連接器。

傾佳電子楊茜致力于推動(dòng)國(guó)產(chǎn)SiC碳化硅模塊在電力電子應(yīng)用中全面取代進(jìn)口IGBT模塊,助力電力電子行業(yè)自主可控和產(chǎn)業(yè)升級(jí)!

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個(gè)必然,勇立功率半導(dǎo)體器件變革潮頭:

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET模塊全面取代IGBT模塊和IPM模塊的必然趨勢(shì)!

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET單管全面取代IGBT單管和大于650V的高壓硅MOSFET的必然趨勢(shì)!

傾佳電子楊茜咬住650V SiC碳化硅MOSFET單管全面取代SJ超結(jié)MOSFET和高壓GaN 器件的必然趨勢(shì)!

引言

隨著“雙碳”目標(biāo)和新能源革命的持續(xù)推進(jìn),固態(tài)斷路器(SSCB, Solid-State Circuit Breaker)正加速滲透到配電、新能源、電氣化交通和工業(yè)自動(dòng)化等關(guān)鍵行業(yè)。作為實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)故障快速切斷、系統(tǒng)限流以及電弧消除的核心裝置,基于碳化硅(SiC)MOSFET功率模塊的SSCB,憑借其高壓、高頻、高可靠性的技術(shù)優(yōu)勢(shì),日益成為現(xiàn)代直流與交流配電體系安全保護(hù)和智能化監(jiān)控的技術(shù)基礎(chǔ)。在此背景下,傾佳電子代理分銷的34mm與62mm封裝SiC MOSFET模塊,配套集成了具備隔離和DESAT短路保護(hù)功能的高性能驅(qū)動(dòng)方案,為構(gòu)建安全、靈活、高效的SSCB提供了全套系統(tǒng)級(jí)解決方案。

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本報(bào)告將在綜述SiC MOSFET器件及模塊化發(fā)展趨勢(shì)、深入剖析DESAT短路保護(hù)機(jī)制原理及其系統(tǒng)級(jí)性能優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上,聚焦傾佳電子34mm/62mm封裝SiC模塊及其對(duì)應(yīng)隔離驅(qū)動(dòng)方案的關(guān)鍵設(shè)計(jì)、參數(shù)及應(yīng)用建議,并系統(tǒng)探討其在新能源、軌道交通和工業(yè)配電等核心領(lǐng)域的實(shí)際價(jià)值和未來(lái)應(yīng)用前景。

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一、固態(tài)斷路器(SSCB)及其對(duì)驅(qū)動(dòng)和保護(hù)方案的系統(tǒng)要求

1.1 SSCB行業(yè)演進(jìn)與市場(chǎng)價(jià)值

SSCB作為新一代電子式斷路裝置,突破了傳統(tǒng)機(jī)械斷路器(MCB)的動(dòng)作速度瓶頸,實(shí)現(xiàn)了亞微秒級(jí)的短路檢測(cè)與分?jǐn)噙^(guò)程,顯著提升系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性。隨著新能源、電動(dòng)汽車快充、高性能工業(yè)配電以及軌道交通直流牽引系統(tǒng)的普及,SSCB對(duì)核心功率器件的性能及全生命周期可靠性提出全新需求,催生了高功率密度、高速、智能化保護(hù)的升級(jí)浪潮。全球固態(tài)斷路器市場(chǎng)2023年規(guī)模已超1億美元,預(yù)計(jì)2030年將突破12億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)38%以上,技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)應(yīng)用空間巨大。

1.2 SSCB對(duì)功率模塊及隔離驅(qū)動(dòng)的核心要求

極快短路響應(yīng):對(duì)故障的檢測(cè)與分?jǐn)鄷r(shí)間必須進(jìn)入微秒級(jí)(甚至亞微秒),避免高能熔斷及電弧風(fēng)險(xiǎn)。

高頻高壓耐受:適應(yīng)800V~1500V母線電壓、數(shù)百安以上的開(kāi)通過(guò)流與斷流要求,且需工作于數(shù)十kHz至數(shù)百kHz高頻平臺(tái)。

高dv/dt共模干擾抑制:驅(qū)動(dòng)通路及保護(hù)回路需具備強(qiáng)大的抗共模瞬態(tài)免疫(CMTI)性能,經(jīng)受>50~100kV/us的電壓爬升。

高度隔離安全:主功率級(jí)與控制級(jí)必須通過(guò)驅(qū)動(dòng)器/變壓器等實(shí)現(xiàn)5kV以上電氣隔離,保障系統(tǒng)安全及人身安全。

二、SiC MOSFET模塊化趨勢(shì)與傾佳電子34mm/62mm產(chǎn)品概述

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2.1 寬禁帶SiC MOSFET對(duì)傳統(tǒng)IGBT的全方位升級(jí)

第三代寬禁帶半導(dǎo)體SiC MOSFET突破了硅Si基IGBT的性能瓶頸,尤其體現(xiàn)在高壓、高頻和高溫場(chǎng)合的優(yōu)勢(shì)。其主要特征包括:

更高擊穿場(chǎng)強(qiáng)與高溫承受力:結(jié)溫支持175°C甚至200°C,有效提升系統(tǒng)容差與壽命。

極低導(dǎo)通損耗與開(kāi)關(guān)損耗:RDS(on)低至2~8mΩ,開(kāi)關(guān)損耗遠(yuǎn)低于IGBT,效率提升顯著。

極強(qiáng)開(kāi)關(guān)能力:支持50~100kHz以上開(kāi)關(guān)頻率,極大減小磁性元件體積,支持系統(tǒng)小型化。

正溫度系數(shù),優(yōu)異并聯(lián)均流特性:多模塊并聯(lián)易控制,適合大功率場(chǎng)合。

寄生參數(shù)優(yōu)化,EMI抑制強(qiáng):低雜散電感結(jié)構(gòu)顯著降低EMI、電壓尖峰。

這使得SiC MOSFET模塊特別適合固態(tài)斷路器中對(duì)“快、準(zhǔn)、強(qiáng)、穩(wěn)”的極致要求,實(shí)現(xiàn)了對(duì)IGBT的全面替代。

2.2 傾佳電子34mm與62mm封裝SiC MOSFET模塊關(guān)鍵技術(shù)特點(diǎn)

2.2.1 34mm/62mm模塊系列簡(jiǎn)介

指標(biāo)/封裝類型 34mm模塊(典型型號(hào)BMF60R12RB3
/BMF120R12RB3/BMF80R12RA3/BMF160R12RA3)
62mm模塊(典型型號(hào)BMF360R12KA3/BMF540R12KA3 等)
額定電壓 1200V 1200V/1700V
額定電流范圍 60A/80A/120A/160A 180A/360A/540A (主推540A)
導(dǎo)通電阻 Rds(on) 15mΩ/7.5mΩ 2.3~7mΩ
封裝尺寸 34mm工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝 62mm工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)封裝
開(kāi)關(guān)頻率(典型) 70kHz~>100kHz >100kHz
結(jié)溫支持 175°C 175°C
典型適用場(chǎng)景 工業(yè)逆變焊機(jī)、感應(yīng)加熱、中小功率逆變器 新能源儲(chǔ)能/光伏PCS、牽引變流器、充電樁等高端應(yīng)用
并聯(lián)能力 支持,適合多路擴(kuò)展中小功率SSCB 支持大功率級(jí)并聯(lián)

34mm與62mm模塊均采用新一代SiC MOSFET芯片,配合高性能陶瓷基板(Si3N4),通過(guò)優(yōu)化銅基板散熱和全焊片工藝,顯著提升可靠性、熱循環(huán)壽命和高頻特性。

2.2.2 34mm模塊技術(shù)要點(diǎn)

34mm模塊主要面向80A160A的典型輸出電流需求,如逆變焊機(jī)、工業(yè)伺服、感應(yīng)加熱、電鍍電源等。其低導(dǎo)通損耗和出色的高頻表現(xiàn),使得系統(tǒng)效率提升4%5%(如在NBC-500SIC焊機(jī)應(yīng)用效率由86%提升至90.47%),大幅縮小系統(tǒng)體積。通過(guò)即插即用型驅(qū)動(dòng)板和隔離電源芯片,34mm模塊特別適用于對(duì)體積、頻率和響應(yīng)速度要求靈活的中小功率SSCB方案。

2.2.3 62mm模塊技術(shù)優(yōu)勢(shì)

62mm SiC MOSFET模塊面向大電流(180A~540A)應(yīng)用,專為高壓直流/交流母線環(huán)境設(shè)計(jì)。其超低Rds(on)(如BMF540R12KA3在25°C僅2.5mΩ,175°C也只4.3mΩ),125kW以上系統(tǒng)可輕松并聯(lián)擴(kuò)展,充分滿足儲(chǔ)能變流、軌道交通牽引、直流母線快充、工商業(yè)UPS等對(duì)高密度、大電流SSCB的需求。采用低電感復(fù)合結(jié)構(gòu)并具備4000V(RMS)隔離耐壓,以及30mm爬電距離,確保高可靠性與安全標(biāo)準(zhǔn)。

三、DESAT去飽和短路保護(hù)機(jī)制原理與性能分析

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3.1 DESAT保護(hù)原理及功能實(shí)現(xiàn)

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DESAT(Desaturation Detection)退飽和保護(hù)是一種基于電壓檢測(cè)的短路保護(hù)策略,在IGBT及SiC MOSFET等高壓功率器件中被廣泛采用。其工作過(guò)程簡(jiǎn)述如下:

監(jiān)測(cè)功率管兩端(V_DS或V_CE)的電壓:正常導(dǎo)通時(shí),該電壓很低(MOSFET為1~2V),而發(fā)生短路時(shí)電壓將迅速升高至數(shù)十伏甚至接近母線電壓。

前沿消隱時(shí)間(blanking time)濾除有效信號(hào):消除由于開(kāi)通初期的尖峰和噪聲干擾帶來(lái)的誤觸發(fā)風(fēng)險(xiǎn),多數(shù)驅(qū)動(dòng)通過(guò)調(diào)節(jié)消隱電容CBLANK來(lái)控制。

判別閾值比較:當(dāng)VDS超出預(yù)設(shè)保護(hù)閾值(如9V,具體設(shè)計(jì)略有不同),觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作—關(guān)斷MOSFET柵極,進(jìn)入軟關(guān)斷或兩級(jí)關(guān)斷過(guò)程。

故障信息隔離回傳:驅(qū)動(dòng)IC具備隔離通信接口,可安全地把故障信號(hào)傳遞給主控系統(tǒng),用于保護(hù)邏輯聯(lián)鎖、報(bào)警及系統(tǒng)診斷。

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3.2 適用于SiC MOSFET的參數(shù)優(yōu)化與響應(yīng)機(jī)制

3.2.1 響應(yīng)速度:微秒級(jí)極限設(shè)計(jì)

SiC MOSFET固有短路容忍時(shí)間極短(多數(shù)為23us,部分模塊型產(chǎn)品可至5us),遠(yuǎn)低于典型IGBT(510us)10。因此,保護(hù)電路必須實(shí)現(xiàn)<2us的綜合短路檢測(cè)與關(guān)斷響應(yīng)—CBLANK和IC內(nèi)部閾值的最佳配置尤為關(guān)鍵。部分文獻(xiàn)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,F(xiàn)PGA基的高性能退飽和保護(hù)電路甚至可實(shí)現(xiàn)<600ns的檢測(cè)響應(yīng)。

3.2.2 誤觸發(fā)與可靠性控制

DESAT保護(hù)兼顧了“快”與“穩(wěn)”——即既要在μs內(nèi)沖破柵極驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的全過(guò)程響應(yīng),又必須防止高dv/dt下開(kāi)關(guān)干擾引發(fā)誤動(dòng)作。關(guān)鍵設(shè)計(jì)措施包括:

高質(zhì)量低結(jié)電容高壓二極管:減少寄生耦合電流,降低高dv/dt跳變時(shí)的誤觸發(fā)概率;

CBLANK容量?jī)?yōu)化(如33pF~330pF):既要保證響應(yīng)速度,又要抵抗尖峰干擾,典型實(shí)驗(yàn)通過(guò)CBLANK參數(shù)調(diào)整可解決實(shí)測(cè)誤觸發(fā)案例;

驅(qū)動(dòng)IC帶有數(shù)字濾波器(deglitch filter)和軟關(guān)斷:避免干擾誤報(bào),并在保護(hù)同時(shí)兼顧功率模塊的擊穿風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.3 軟關(guān)斷與兩級(jí)關(guān)斷確保模塊安全

SiC MOSFET關(guān)斷di/dt極大,高速硬關(guān)斷極易引發(fā)電壓過(guò)沖、SiC MOSFET本體及母線損傷。采用分級(jí)關(guān)斷或軟關(guān)斷策略(如先減緩電流斜率再執(zhí)行徹底關(guān)斷)可以有效降低反向電壓尖峰,保護(hù)器件安全性。

3.3 與傳統(tǒng)電流采樣方式的對(duì)比

電流采樣(分流電阻):簡(jiǎn)單但存在功率損耗、噪聲干擾、電阻引入誤差和布局不便,尤其在高壓高頻大電流場(chǎng)合難以實(shí)現(xiàn)兼顧精度與損耗要求。

Sense FET方法:成本高、類型受限,器件選擇局限較大。

DESAT(電壓監(jiān)測(cè)):實(shí)現(xiàn)高響應(yīng)、低損耗,設(shè)計(jì)靈活,是高端SiC MOSFET模塊SSCB主流首選方案,適用于各種功率等級(jí)且便于模塊級(jí)并聯(lián)擴(kuò)展。

四、34mm/62mm SiC MOSFET模塊驅(qū)動(dòng)方案及系統(tǒng)級(jí)隔離實(shí)現(xiàn)

4.1 驅(qū)動(dòng)隔離方案及CMTI性能優(yōu)化

SSCB高壓平臺(tái)必需具備優(yōu)良電氣隔離能力,可靠隔離能有效避免主功率側(cè)高壓干擾影響控制邏輯,并具備如下技術(shù)要求:

隔離耐壓≥4000V(RMS):保障高壓系統(tǒng)絕緣安全。

爬電距離≥10~30mm:滿足工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),如EN50178、UL等要求。

強(qiáng)CMTI能力:SiC MOSFET開(kāi)關(guān)頻率高,dv/dt可達(dá)100kV/μs,驅(qū)動(dòng)芯片選型(如納芯微NSD1624系列、英飛凌CoolSiC EiceDRIVER系列)需驗(yàn)證數(shù)字隔離可靠性。

4.2 傾佳電子SiC模塊配套隔離驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)架構(gòu)

4.2.1 34mm封裝驅(qū)動(dòng)方案

采用即插即用型隔離驅(qū)動(dòng)板,如BSRD-2427-E501,集成2W單通道高效供電、完整短路/欠壓/米勒鉗位保護(hù)功能,適配主流1200V/80~160A半橋SiC模塊。

特別針對(duì)高頻逆變和中小功率、高速切換場(chǎng)合(<160A),驅(qū)動(dòng)解決方案加強(qiáng)了高CMTI和強(qiáng)抗EMI能力,布局靈活,便于客戶批量化、模塊化裝機(jī),適合逆變焊機(jī)、UPS、數(shù)據(jù)中心電源等場(chǎng)景。

4.2.2 62mm封裝驅(qū)動(dòng)方案

配套高隔離、高電流輸出的驅(qū)動(dòng)模塊(如適配板A-C-core-118G-01、PSPC420-62),各通道隔離耐壓高達(dá)5kVac,保障大功率大電流下的安全性。

集成短路保護(hù)(DESAT)、過(guò)壓/欠壓、軟關(guān)斷/死區(qū)互鎖功能,同時(shí)支持軟硬件聯(lián)鎖及多通道并聯(lián)、同步故障管理,匹配≥180~540A高功率SSCB系統(tǒng)。

驅(qū)動(dòng)通路可以靈活實(shí)現(xiàn)雙通道同步互鎖,為多路并聯(lián)冗余系統(tǒng)提供強(qiáng)大技術(shù)支持,確保高可靠性應(yīng)用需求。

4.3 驅(qū)動(dòng)IC與系統(tǒng)隔離器件主流方案

納芯微(NSD1624)、英飛凌EiceDRIVER系列、TI ISO5451、UCC217xx、ST STGAP2DM等主流驅(qū)動(dòng)芯片,廣泛采用無(wú)磁芯變壓器隔離、光耦隔離、SOI工藝等多重技術(shù),確保:

信號(hào)與電源通道絕緣;

CMTI能力≥100kV/us,滿足SiC MOSFET高dv/dt跳變;

集成DESAT保護(hù);支持軟關(guān)斷和兩級(jí)關(guān)斷自適應(yīng)設(shè)置;

具備強(qiáng)大的抗干擾和誤觸發(fā)抑制機(jī)能。

五、34mm與62mm SiC MOSFET模塊驅(qū)動(dòng)方案的應(yīng)用適配性對(duì)比

對(duì)比要素 34mm模塊 62mm模塊
額定電流范圍 60A/80A/120A/160A 180~540A
功率等級(jí)適應(yīng)性 中小功率SSCB,如單機(jī)逆變、UPS等 大功率SSCB,適用于儲(chǔ)能PCS、軌道牽引等
對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)方式 簡(jiǎn)易即插即用驅(qū)動(dòng)板、低功率隔離 高電流隔離驅(qū)動(dòng)板、多通道并聯(lián)互鎖
驅(qū)動(dòng)保護(hù)功能 欠壓/短路/DESAT,集成米勒鉗位 欠壓/短路/DESAT,軟關(guān)斷、死區(qū)互鎖
隔離耐壓能力 ≥3000~4000V ≥5000V
并聯(lián)擴(kuò)展能力 適合三相/并聯(lián)擴(kuò)容,靈活 天然大電流并聯(lián)支持,大系統(tǒng)易擴(kuò)容
應(yīng)用場(chǎng)景 工業(yè)逆變器、UPS、焊機(jī)、中小型新能源系統(tǒng) 儲(chǔ)能變流、軌道牽引、高端快充、工業(yè)配電

34mm模塊因體積小、參數(shù)靈活,適合對(duì)體積和高響應(yīng)敏感的應(yīng)用;62mm模塊則憑借高電流密度、強(qiáng)散熱能力和高安全裕度,主攻高壓大功率、長(zhǎng)壽命和復(fù)雜系統(tǒng)集成場(chǎng)合。

六、不同功率等級(jí)SSCB的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)建議

6.1 小中功率SSCB(≤100A)

建議選用34mm SiC模塊+單通道隔離柵極驅(qū)動(dòng)方案(如低功率變壓器隔離/光耦隔離驅(qū)動(dòng)),集中集成DESAT短路保護(hù)、軟關(guān)斷和欠壓/過(guò)壓保護(hù)功能。整板布局緊湊、工程集成度高。適用于工商業(yè)微網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心分布式配電和輕型工業(yè)自動(dòng)化場(chǎng)景。

6.2 中高功率等級(jí)(100500A)

建議搭載62mm SiC模塊+高隔離高電流雙通道或多通道互鎖驅(qū)動(dòng),支持同步多模塊并聯(lián)。配合智能FPGA控制或CPLD硬件互鎖,提升整體協(xié)同保護(hù)和故障自診斷能力。廣泛適用于新型儲(chǔ)能PCS、光伏集散、軌道交通牽引變流器等應(yīng)用。

6.3 超高功率和多機(jī)并聯(lián)

推薦使用多路62mm模塊并聯(lián),采用多通道驅(qū)動(dòng)(如光纖+數(shù)字孤島隔離方案),每通道獨(dú)立短路檢測(cè)和隔離回傳,能有效保障大容量系統(tǒng)的熱均流及故障隔離能力。結(jié)合云端監(jiān)控或本地高速總線,實(shí)現(xiàn)千安級(jí)配電系統(tǒng)的數(shù)字化、智能化改造。

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七、系統(tǒng)級(jí)SSCB保護(hù)與診斷功能及主流DESAT方案

7.1 系統(tǒng)保護(hù)與診斷設(shè)計(jì)理念

現(xiàn)代SSCB不再是簡(jiǎn)單的保護(hù)器件,更是系統(tǒng)級(jí)數(shù)字化、智能化配電終端。理想的SSCB模塊與配套驅(qū)動(dòng)應(yīng)集成如下功能:

極限快速短路檢測(cè)與隔離保護(hù)

軟關(guān)斷與自適應(yīng)能耗管理,防止失控過(guò)沖破壞;

多級(jí)聯(lián)鎖、欠壓/過(guò)壓、米勒鉗位/反向恢復(fù)保護(hù);

故障類型細(xì)分自診斷(短路、模塊損壞、驅(qū)動(dòng)異常等),故障信息上報(bào)主控系統(tǒng),便于運(yùn)維和全生命周期管理;

實(shí)時(shí)溫度、電流、電壓等多維數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程監(jiān)控——支持高端應(yīng)用需求,兼容工業(yè)4.0/智能配電趨勢(shì)。

7.2 主流隔離驅(qū)動(dòng)IC集成DESAT方案調(diào)研

主流隔離驅(qū)動(dòng)器IC 比如BTD5452R均已深度融合DESAT保護(hù)機(jī)制,兼容SiC MOSFET超高開(kāi)關(guān)速度、低門極閾值特性,具備如下核心優(yōu)勢(shì):

閾值可配置(5~9V)、CBLANK參數(shù)靈活調(diào)整

支持μs極限響應(yīng)速度,專業(yè)級(jí)軟關(guān)斷,系統(tǒng)靜態(tài)誤動(dòng)作率極低

隔離方式多樣(數(shù)字磁變、光耦、SOI等),滿足不同場(chǎng)合需求,有效提升CMTI、EMI抑制和誤動(dòng)作容忍度

可選SPI等總線通信能力,便于遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)行狀況。

各廠商在SiC MOSFET配套的驅(qū)動(dòng)方案上持續(xù)創(chuàng)新,普遍聚焦于短路保護(hù)速度與抗干擾平衡、傳輸隔離的可靠性、以及自診斷與云管理能力的高度集成。

八、SSCB驅(qū)動(dòng)與保護(hù)解決方案在新能源、軌道交通、工業(yè)配電的應(yīng)用價(jià)值

8.1 新能源場(chǎng)景(光伏、儲(chǔ)能、充電樁)

由于分布式能源系統(tǒng)對(duì)動(dòng)態(tài)保護(hù)、故障消除和能量調(diào)度的全面智能化要求,SSCB已成為中心配電環(huán)節(jié)和電池組保護(hù)的首選技術(shù)。SiC MOSFET模塊+高性能DESAT驅(qū)動(dòng)的方案在儲(chǔ)能變流器PCS、新能源汽車直流快充、工商業(yè)UPS場(chǎng)景表現(xiàn)突出。其超高效率(系統(tǒng)可達(dá)98.5%以上)、極高功率密度與靈活并聯(lián)架構(gòu)極大節(jié)約系統(tǒng)成本和空間;極快的短路動(dòng)作能力能有效抑制電池?zé)崾Э睾吞嵘到y(tǒng)整體安全等級(jí)。

8.2 軌道交通(列車牽引、輔助逆變)

軌道交通以1500V/1100V等高壓直流牽引系統(tǒng)為主,要求保護(hù)系統(tǒng)具有極高響應(yīng)速度與可診斷性能。SiC MOSFET模塊+DESAT隔離驅(qū)動(dòng)SSCB能有效實(shí)現(xiàn)千安級(jí)大電流控制與分段保護(hù),支持模塊級(jí)熱均流、冗余冗余備份,為列車牽引逆變、輔助電源系統(tǒng)帶來(lái)無(wú)弧保護(hù)和極快恢復(fù)能力,大幅度降低運(yùn)營(yíng)維護(hù)周期,提高整車智能化與電氣可靠性。

8.3 工業(yè)配電與數(shù)據(jù)中心

傳統(tǒng)工業(yè)配電與數(shù)據(jù)中心配電板面臨高電流密集與容錯(cuò)性升級(jí)挑戰(zhàn)。SiC MOSFET模塊SSCB不僅實(shí)現(xiàn)了能量的可控分?jǐn)嗯c自診斷(如過(guò)流短路、電弧異常等),還支持智能母線分段,便于智能化遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)與系統(tǒng)平滑切換。較短的中斷時(shí)間和極低的通過(guò)能量降低設(shè)備損壞概率,提高供電可靠性,為智能變電站和工業(yè)智能配電板的全面升級(jí)提供堅(jiān)實(shí)硬件基礎(chǔ)。

九、案例與前沿技術(shù)趨勢(shì)

9.1 SiC MOSFET模塊型SSCB的工程實(shí)踐

直流微電網(wǎng)/光儲(chǔ)系統(tǒng):項(xiàng)目實(shí)測(cè)顯示配套DESAT保護(hù)的SSCB可在亞微秒內(nèi)切斷短路故障,最大電流限制顯著低于傳統(tǒng)熔斷,斷路器壽命可達(dá)機(jī)械方案的數(shù)十倍。

軌道交通牽引系統(tǒng):列車牽引逆變電路采用62mm封裝SiC模塊+多通道隔離驅(qū)動(dòng)方案,能夠?qū)崿F(xiàn)千安級(jí)保護(hù)分段并便于大規(guī)模并聯(lián),提升列車安全與穩(wěn)定性。

數(shù)據(jù)中心/企業(yè)配電:SSCB智能分段配電+遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)集成能顯著提升數(shù)據(jù)中心7×24小時(shí)級(jí)別電源穩(wěn)定性,適配未來(lái)AI大模型等用電高峰場(chǎng)景。

9.2 創(chuàng)新趨勢(shì)

高CMTI、數(shù)字控制增強(qiáng):芯片級(jí)CMTI能力持續(xù)突破,驅(qū)動(dòng)IC支持SPI/I2C等協(xié)議,實(shí)現(xiàn)遙測(cè)/遠(yuǎn)程參數(shù)調(diào)節(jié)與故障自愈。

云端健康管理:SSCB與工業(yè)云/能源云對(duì)接,支持主動(dòng)預(yù)警、趨勢(shì)診斷和遠(yuǎn)程維護(hù),為新型電力系統(tǒng)數(shù)字化升級(jí)提供保障。

模塊并聯(lián)靈活化:SiC模塊天然適合多路均流并聯(lián),系統(tǒng)架構(gòu)可支持熱插拔、自動(dòng)閾值調(diào)整,進(jìn)一步提升系統(tǒng)容錯(cuò)能力。

深圳市傾佳電子有限公司(簡(jiǎn)稱“傾佳電子”)是聚焦新能源與電力電子變革的核心推動(dòng)者:
傾佳電子成立于2018年,總部位于深圳福田區(qū),定位于功率半導(dǎo)體與新能源汽車連接器的專業(yè)分銷商,業(yè)務(wù)聚焦三大方向:
新能源:覆蓋光伏、儲(chǔ)能、充電基礎(chǔ)設(shè)施;
交通電動(dòng)化:服務(wù)新能源汽車三電系統(tǒng)(電控、電池、電機(jī))及高壓平臺(tái)升級(jí);
數(shù)字化轉(zhuǎn)型:支持AI算力電源、數(shù)據(jù)中心等新型電力電子應(yīng)用。
公司以“推動(dòng)國(guó)產(chǎn)SiC替代進(jìn)口、加速能源低碳轉(zhuǎn)型”為使命,響應(yīng)國(guó)家“雙碳”政策(碳達(dá)峰、碳中和),致力于降低電力電子系統(tǒng)能耗。
需求SiC碳化硅MOSFET單管及功率模塊,配套驅(qū)動(dòng)板及驅(qū)動(dòng)IC,請(qǐng)搜索傾佳電子楊茜

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傾佳電子結(jié)論與展望

傾佳電子34mm與62mm封裝SiC MOSFET模塊及其配套DESAT隔離驅(qū)動(dòng)方案,憑借對(duì)高頻、高壓、高dv/dt工況的極致適配能力和完善的系統(tǒng)級(jí)保護(hù)、診斷與智能管理支持,已經(jīng)構(gòu)建起高效能SSCB產(chǎn)品體系。這類全國(guó)產(chǎn)化、可靈活組合的模塊方案,無(wú)論在中小功率工控配電還是大功率光儲(chǔ)、軌道交通牽引等領(lǐng)域,均已展現(xiàn)出遠(yuǎn)超傳統(tǒng)方案的綜合應(yīng)用價(jià)值。尤其在智能配電、新能源與交通電氣化加速發(fā)展大潮中,SiC MOSFET+DESAT保護(hù)驅(qū)動(dòng)的組合將在保護(hù)可靠性、系統(tǒng)效率、智能診斷與可擴(kuò)展性等多維度持續(xù)引領(lǐng)行業(yè)升級(jí)。未來(lái),伴隨寬禁帶器件技術(shù)、隔離數(shù)字驅(qū)動(dòng)芯片與工業(yè)自動(dòng)化平臺(tái)的深度融合,其市場(chǎng)空間和應(yīng)用廣度還將不斷擴(kuò)大,成為電力電子產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新與智能配電系統(tǒng)安全升級(jí)的基石。

審核編輯 黃宇

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