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傾佳電子T型三電平逆變器應(yīng)用綜合分析:B3M010C075Z與B3M013C120Z碳化硅MOSFET黃金組合的性能與價(jià)值

楊茜 ? 來源:jf_33411244 ? 作者:jf_33411244 ? 2025-10-11 18:27 ? 次閱讀
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傾佳電子T型三電平逆變器應(yīng)用綜合分析:B3M010C075Z與B3M013C120Z碳化硅MOSFET黃金組合的性能與價(jià)值

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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)!

1. 執(zhí)行摘要

傾佳電子旨在深入剖析T型三電平(T-type Three-Level)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,通過異構(gòu)化器件選型策略——即采用低損耗的B3M010C075Z作為內(nèi)管(中點(diǎn)開關(guān))與堅(jiān)固耐用的B3M013C120Z作為外管(直流母線開關(guān))——所構(gòu)建的高性能功率級(jí)。分析表明,這種“黃金組合”通過精確匹配器件特性與拓?fù)鋬?nèi)不同位置的電氣應(yīng)力,有效降低了系統(tǒng)的總損耗(包括導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗),從而超越了傳統(tǒng)的同構(gòu)設(shè)計(jì)方案。該組合能夠?qū)⑾到y(tǒng)效率提升至98.5%以上,并顯著提高功率密度。此外,傾佳電子強(qiáng)調(diào)了高性能隔離門極驅(qū)動(dòng)器和配套隔離電源在充分發(fā)揮碳化硅(SiC)器件潛力方面不可或缺的作用。最終結(jié)論指出,這一黃金組合是推動(dòng)下一代電力電子系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),尤其在高價(jià)值應(yīng)用領(lǐng)域,如人工智能數(shù)據(jù)中心AIDC)電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)(ESS)中,其性能優(yōu)勢(shì)可直接轉(zhuǎn)化為顯著的經(jīng)濟(jì)與運(yùn)營效益,分別體現(xiàn)在降低電源使用效率(PUE)和提升投資回報(bào)率(ROI)上。

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2. T型三電平逆變器:碳化硅技術(shù)的最佳架構(gòu)選擇

2.1 T型拓?fù)浜?jiǎn)介

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T型三電平逆變器是傳統(tǒng)逆變器拓?fù)涞难葸M(jìn),旨在平衡系統(tǒng)性能與設(shè)計(jì)復(fù)雜性 。其基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由每相橋臂的四個(gè)開關(guān)器件組成:兩個(gè)串聯(lián)的外管(S1, S4)連接到直流母線正負(fù)軌,一對(duì)雙向內(nèi)管(S2, S3)連接到直流母線中性點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)能夠輸出三種電壓電平(正、零、負(fù)),從而在電力轉(zhuǎn)換中實(shí)現(xiàn)更高的性能。

2.2 架構(gòu)對(duì)比分

2.2.1 相較于兩電平逆變器

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T型三電平逆變器在輸出電壓質(zhì)量方面具有顯著優(yōu)勢(shì),其輸出的總諧波失真(THD)更低,從而減少了對(duì)濾波器的需求,并降低了電磁干擾(EMI) 。由于內(nèi)管僅承受一半的直流母線電壓,器件的電壓應(yīng)力得以降低。更重要的是,其等效開關(guān)頻率是實(shí)際開關(guān)頻率的兩倍,這使得設(shè)計(jì)人員可以采用更小、更輕的磁性元件,從而提高系統(tǒng)的功率密度 。

2.2.2 相較于三電平NPC逆變器

與傳統(tǒng)的中點(diǎn)鉗位(NPC)三電平逆變器相比,T型拓?fù)涫∪チ算Q位二極管,簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu),減少了元件數(shù)量 。在低于1500 V直流母線電壓的中低壓應(yīng)用中,T型拓?fù)涞暮诵膬?yōu)勢(shì)在于其導(dǎo)通損耗更低。當(dāng)輸出連接到直流母線正負(fù)軌時(shí),電流僅流經(jīng)一個(gè)外管器件,而NPC拓?fù)渲袆t需要流經(jīng)兩個(gè)串聯(lián)器件(一個(gè)開關(guān)管和一個(gè)二極管)。這一特性使得T型拓?fù)湓谑褂玫蛯?dǎo)通電阻( RDS(on)?)的SiC器件時(shí),天然具有更高的效率 。

2.3 電壓應(yīng)力與損耗分布:核心優(yōu)化原理

T型拓?fù)涞囊粋€(gè)內(nèi)在特性是其橋臂內(nèi)不同開關(guān)器件所承受的電氣應(yīng)力是不對(duì)稱的,而這種不對(duì)稱性恰恰為系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化提供了絕佳的機(jī)會(huì)。

外管 (S1, S4): 這兩個(gè)開關(guān)必須承受完整的直流母線電壓(Vdc?)。然而,根據(jù)調(diào)制策略,它們通常以較低的頻率工作,甚至在大部分時(shí)間內(nèi)保持導(dǎo)通或關(guān)斷狀態(tài)。因此,其損耗主要由導(dǎo)通損耗構(gòu)成 。

內(nèi)管 (S2, S3): 這對(duì)連接到中性點(diǎn)的開關(guān)僅需承受一半的直流母線電壓(Vdc?/2) 。但它們負(fù)責(zé)高頻切換以產(chǎn)生零電平輸出,因此其損耗主要由開關(guān)損耗決定。

這種應(yīng)力的不對(duì)稱分布意味著,采用四顆完全相同的1200 V MOSFET的同構(gòu)設(shè)計(jì)方案并非最優(yōu)選擇。對(duì)于內(nèi)管而言,1200 V的耐壓等級(jí)是過度的,并且更高耐壓等級(jí)的器件通常具有較差的開關(guān)性能品質(zhì)因數(shù)(如RDS(on)?×Qg?),這會(huì)導(dǎo)致在最關(guān)鍵的高頻開關(guān)路徑上產(chǎn)生不必要的更高損耗。反之,在外管位置使用低壓器件又無法滿足耐壓要求。因此,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本身就決定了最高效、最具成本效益的解決方案是一種“混合搭配”的異構(gòu)化設(shè)計(jì),即為不同位置選擇最適合其特定應(yīng)力的器件,這正是“黃金組合”概念的理論基礎(chǔ)。

2.4 與碳化硅技術(shù)的協(xié)同效應(yīng)

SiC器件的低開關(guān)損耗和高頻工作能力極大地放大了T型拓?fù)涞膬?yōu)勢(shì)。它使得設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒐ぷ黝l率提升至50 kHz以上,從而大幅縮小磁性元件的尺寸,同時(shí)避免了傳統(tǒng)硅基器件在此頻率下會(huì)產(chǎn)生的巨大效率損失 。T型拓?fù)涞牡蛯?dǎo)通損耗特性與SiC器件的低開關(guān)損耗相輔相成。在SiC系統(tǒng)中,導(dǎo)通損耗在總損耗預(yù)算中的占比相對(duì)更高,因此通過拓?fù)溥x擇來最小化導(dǎo)通損耗,對(duì)于最大化系統(tǒng)整體效率至關(guān)重要 。

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表1:主流逆變器拓?fù)湫阅軐?duì)比

特性 兩電平 三電平 NPC 三電平 T型
電壓應(yīng)力 (外管 / 內(nèi)管) Vdc? / N/A Vdc?/2 / Vdc?/2 Vdc? / Vdc?/2
典型導(dǎo)通路徑 1個(gè)開關(guān) 2個(gè)串聯(lián)器件 1個(gè)開關(guān)(外管路徑)
開關(guān)損耗
輸出THD
元件數(shù)量 (每相) 2個(gè)開關(guān) 4個(gè)開關(guān) + 2個(gè)二極管 4個(gè)開關(guān)

該表直觀地展示了T型拓?fù)湓谛?、性能和?fù)雜性之間取得了最佳平衡,為后續(xù)的器件級(jí)分析奠定了基礎(chǔ)。

3. 器件深度剖析:B3M013C120Z與B3M010C075Z的“黃金組合”

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本節(jié)將詳細(xì)分析兩款SiC MOSFET的數(shù)據(jù)手冊(cè),以論證其各項(xiàng)特性如何完美契合T型拓?fù)渲懈髯缘慕巧ㄎ弧?/p>

3.1 外管 – B3M013C120Z (1200V):堅(jiān)固的直流母線錨點(diǎn)

角色定位: 可靠地阻斷全直流母線電壓(最高1200 V),并以最低的導(dǎo)通損耗傳導(dǎo)滿載電流。

關(guān)鍵參數(shù)分析 :

VDS,max?: 1200 V。為高壓直流母線系統(tǒng)(如800 V-1000 V)提供了必要的電壓裕量。

RDS(on),typ? @ VGS?=18V: 13.5 mΩ。對(duì)于1200 V等級(jí)的器件而言,這是一個(gè)極低的導(dǎo)通電阻值,是最小化導(dǎo)通損耗的關(guān)鍵,而導(dǎo)通損耗正是外管位置的主要損耗來源。

雪崩耐受能力 (Avalanche Ruggedness): 在產(chǎn)品特性中明確列出,確保了器件在電壓瞬變下的堅(jiān)固性,提升了系統(tǒng)可靠性。

結(jié)殼熱阻 (Rth(j?c)?): 0.20 K/W。優(yōu)異的散熱性能,允許高效地導(dǎo)出熱量,這對(duì)于處理高持續(xù)電流的器件至關(guān)重要。

3.2 內(nèi)管 – B3M010C075Z (750V):高頻開關(guān)核心

角色定位: 在輸出相和直流母線中性點(diǎn)之間執(zhí)行高頻、雙向的開關(guān)動(dòng)作,同時(shí)實(shí)現(xiàn)最低的開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗。

關(guān)鍵參數(shù)分析 :

VDS,max?: 750 V。該電壓等級(jí)為內(nèi)管位置進(jìn)行了優(yōu)化,為高達(dá)約1400 V的直流母線(Vdc?/2<700V)提供了充足的安全裕量,同時(shí)避免了使用1200 V器件所帶來的性能妥協(xié)。

RDS(on),typ? @ VGS?=18V: 10 mΩ。極低的導(dǎo)通電阻值,有效降低了零電平導(dǎo)通路徑上的損耗。

開關(guān)能量 @ 500V, 80A: Eon? = 910 μJ, Eoff? = 625 μJ。這些低開關(guān)能量值對(duì)于高頻工作至關(guān)重要,直接降低了在內(nèi)管位置占主導(dǎo)地位的開關(guān)損耗。

低寄生電容: Ciss? = 5500 pF, Crss? = 19 pF。極低的反向傳輸電容(Crss?)對(duì)于實(shí)現(xiàn)快速、干凈的開關(guān)波形和抑制由高dV/dt引起的誤導(dǎo)通至關(guān)重要。

3.3 協(xié)同性能優(yōu)化:“黃金組合”的內(nèi)在邏輯

“黃金組合”的價(jià)值不僅在于電氣性能的優(yōu)化,更在于系統(tǒng)級(jí)的成本效益突破。它以更低的系統(tǒng)物料清單(BOM)成本,實(shí)現(xiàn)了通常需要更昂貴方案(如在所有位置使用頂級(jí)的1200 V、超低R_{DS(on)}器件)才能達(dá)到的性能指標(biāo)。這體現(xiàn)了一種將元件能力進(jìn)行靶向配置,從而實(shí)現(xiàn)單位成本下總損耗最小化的戰(zhàn)略思想。

其內(nèi)在邏輯如下:

外管的主要損耗機(jī)制是導(dǎo)通損耗(I2R)。B3M013C120Z的13.5 mΩ低導(dǎo)通電阻直接解決了這一問題。

內(nèi)管的主要損耗機(jī)制是開關(guān)損耗(fsw?×Esw?)。B3M010C075Z的低$E_{on}/E_{off}$和低寄生電容則精確地應(yīng)對(duì)了這一挑戰(zhàn)。

在內(nèi)管位置使用750 V器件(B3M010C075Z)本身就比使用1200 V器件更具成本效益和電氣效率。通常,750 V的SiC工藝可以實(shí)現(xiàn)比1200 V工藝更優(yōu)的品質(zhì)因數(shù)(例如,在相同芯片面積下實(shí)現(xiàn)更低的$R_{DS(on)}$和更低的比柵極電荷)。

因此,通過將電壓等級(jí)更低、開關(guān)速度更快、導(dǎo)通電阻也更低的B3M010C075Z精確匹配到高頻工作的內(nèi)管路徑,同時(shí)將堅(jiān)固耐用的高壓器件B3M013C120Z匹配到低頻工作的外管路徑,設(shè)計(jì)者得以最小化整個(gè)橋臂的總損耗。這種協(xié)同配對(duì)所實(shí)現(xiàn)的總損耗低于任何一種同構(gòu)配置,從而帶來更高的效率、更低的散熱需求和優(yōu)化的系統(tǒng)成本。

表2:外管B3M013C120Z關(guān)鍵電氣與熱性能參數(shù)

參數(shù) 25°C 175°C 單位
VDS? (最大值) 1200 - V
RDS(on),typ? @ VGS?=18V,ID?=60A 13.5 23
ID? (連續(xù)) @ VGS?=18V 180 (Tc=25°C) 127 (Tc=100°C) A
Rth(j?c)? (典型值) 0.20 - K/W
雪崩耐受能力 具備 - -
數(shù)據(jù)來源:

表3:內(nèi)管B3M010C075Z關(guān)鍵電氣與開關(guān)參數(shù)

參數(shù) 25°C 175°C 單位
VDS? (最大值) 750 - V
RDS(on),typ? @ VGS?=18V,ID?=80A 10 12.5
Ciss? / Coss? / Crss? (典型值) 5500 / 370 / 19 - pF
QG? / QGD? (典型值) 220 / 78 - nC
Eon? / Eoff? (典型值 @ 500V, 80A) 910 / 625 950 / 700 μJ
Rth(j?c)? (典型值) 0.20 - K/W
數(shù)據(jù)來源:

4. 關(guān)鍵子系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健與高頻運(yùn)行的基石

要充分發(fā)揮SiC MOSFET的性能,必須依賴于一個(gè)整體設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方法,其中關(guān)鍵的子系統(tǒng)起著決定性作用。

4.1 BTD5350x隔離門極驅(qū)動(dòng)器的精密控制

高瞬態(tài)電流能力 (10A拉/灌電流): SiC MOSFET的輸入電容(Ciss?)需要在極短時(shí)間內(nèi)完成充放電,以實(shí)現(xiàn)高頻工作所需的快速上升/下降時(shí)間。BTD5350x提供的10A峰值電流能力是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)、從而最小化開關(guān)損耗的基礎(chǔ) 。

高共模瞬態(tài)抗擾度 (CMTI > 150 kV/μs): 在T型逆變器這樣的橋式拓?fù)渲?,開關(guān)過程中產(chǎn)生的高dV/dt會(huì)在隔離柵上引起強(qiáng)烈的共模噪聲。高達(dá)150 kV/μs的CMTI是確保這種噪聲不會(huì)干擾門極驅(qū)動(dòng)信號(hào)的硬性要求,從而防止了可能導(dǎo)致效率下降甚至災(zāi)難性故障的虛假開關(guān)動(dòng)作 。

集成保護(hù)功能 (米勒鉗位, 欠壓鎖定): BTD5350M版本集成的米勒鉗位功能,在關(guān)斷期間為門極提供一個(gè)低阻抗路徑,有效吸收由米勒電容(Crss?)耦合的電流,防止了dV/dt引起的誤導(dǎo)通,這是提升SiC系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵 。同時(shí),欠壓鎖定(UVLO)功能確保MOSFET不會(huì)在柵極電壓不足的情況下工作,避免了因此導(dǎo)致的高導(dǎo)通損耗和潛在的熱失控風(fēng)險(xiǎn) 。

4.2 BTP1521x與TR-P15DS23-EE13構(gòu)建的隔離電源基礎(chǔ)

穩(wěn)定的雙極性門極電壓: SiC MOSFET需要精確的門極電壓(如+18V)以獲得最低的RDS(on)?,并需要負(fù)壓(如-4V)來確??煽筷P(guān)斷和增強(qiáng)噪聲抗擾性。BTP1521x DC-DC控制器與TR-P15DS23-EE13變壓器的組合,正是為提供這種精確、隔離的雙極性電源而設(shè)計(jì)的 。

高隔離等級(jí) (4500 Vac): TR-P15DS23-EE13變壓器高達(dá)4500 Vac的原副邊隔離耐壓是一項(xiàng)關(guān)鍵的安全特性,確保了功率級(jí)的高壓與控制側(cè)的低壓電路之間實(shí)現(xiàn)安全的電氣隔離 。

為SiC驅(qū)動(dòng)優(yōu)化: 該變壓器明確指出其整流后約22 V的輸出電壓非常適合生成SiC所需的+18V/-4V供電,體現(xiàn)了其專用化設(shè)計(jì)理念 。BTP1521x高達(dá)1.3 MHz的工作頻率能力,使得采用緊湊的EE13磁芯變壓器成為可能,為提升系統(tǒng)整體功率密度做出了貢獻(xiàn) 。

5. 應(yīng)用價(jià)值分析:從器件卓越性到系統(tǒng)級(jí)增益的轉(zhuǎn)化

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本節(jié)將技術(shù)規(guī)格與目標(biāo)市場(chǎng)的實(shí)際業(yè)務(wù)和性能成果聯(lián)系起來,量化該“黃金組合”帶來的價(jià)值。

5.1 高頻UPS與AIDC電源

效率與電源使用效率 (PUE): 該組合實(shí)現(xiàn)超過98%的系統(tǒng)效率,直接減少了UPS或PSU的能量損耗 。在數(shù)據(jù)中心環(huán)境中,功率轉(zhuǎn)換鏈上節(jié)省的每一瓦特功率,都意味著冷卻系統(tǒng)可以減少相應(yīng)的散熱負(fù)荷,從而帶來雙重節(jié)能效益。這對(duì)降低PUE——數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成本的關(guān)鍵指標(biāo)——具有決定性影響 。

功率密度與機(jī)架空間優(yōu)化: 由SiC低開關(guān)損耗實(shí)現(xiàn)的高頻工作,使得磁性元件(電感、變壓器)的尺寸和重量得以大幅減小 。這直接轉(zhuǎn)化為更高的功率密度(W/in3),推動(dòng)了在標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器電源尺寸內(nèi)實(shí)現(xiàn)8-12 kW功率輸出的行業(yè)趨勢(shì) 。

更高的功率密度不僅僅是節(jié)省空間,它更是實(shí)現(xiàn)更高計(jì)算密度的基礎(chǔ),這對(duì)于AI基礎(chǔ)設(shè)施至關(guān)重要,并從根本上改變了數(shù)據(jù)中心建設(shè)的總擁有成本(TCO)模型。AI處理器GPU)的功耗急劇增加,推動(dòng)機(jī)架功率從10 kW以下提升至30-100 kW 。物理空間是數(shù)據(jù)中心昂貴且固定的資本支出。而高功率密度的PSU(例如100 W/in3)允許在有限的機(jī)架單元內(nèi)提供所需的8-12 kW功率 。這意味著單個(gè)機(jī)架可以容納更多、更強(qiáng)大的GPU,從而提升機(jī)架的計(jì)算輸出能力。最終,數(shù)據(jù)中心可以用更少的機(jī)架、更小的占地面積和更少的配套設(shè)施(線纜、PDU)來達(dá)到其目標(biāo)算力,顯著降低了資本支出(CapEx)和運(yùn)營支出(OpEx) 。本文分析的SiC“黃金組合”正是支撐這一價(jià)值鏈的基礎(chǔ)技術(shù)之一。

5.2 儲(chǔ)能系統(tǒng)(戶用與工商業(yè)PCS)及混合逆變器

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往返效率 (RTE) 與財(cái)務(wù)回報(bào): 儲(chǔ)能變流器(PCS)的效率是決定系統(tǒng)往返效率的關(guān)鍵因素。基于該SiC T型拓?fù)浞桨傅母咝?,能夠最大限度地減少充放電過程中的能量損失。

在儲(chǔ)能應(yīng)用中,即便是微小的效率提升,在項(xiàng)目漫長的生命周期內(nèi)也會(huì)被放大,帶來不成比例的巨大經(jīng)濟(jì)回報(bào)。儲(chǔ)能系統(tǒng)的收益來自于能量的循環(huán)利用,一個(gè)典型的系統(tǒng)在其10-15年的壽命中會(huì)經(jīng)歷數(shù)千次充放電循環(huán) 。假設(shè)往返效率提升1.5%(例如從97%提升到98.5%),這意味著在每次循環(huán)中,對(duì)于同樣數(shù)量的存儲(chǔ)能量,可以多輸送1.5%的能量。對(duì)于一個(gè)每日循環(huán)的1 MWh工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng),這1.5%的增益相當(dāng)于每天額外輸送15 kWh的能量,每年約5.5 MWh。這些額外的能量直接轉(zhuǎn)化為利潤或節(jié)約的成本。在10年內(nèi),累計(jì)價(jià)值將達(dá)到55 MWh。這充分說明,盡管高性能SiC PCS的初始投資略高,但其帶來的放大效應(yīng)的財(cái)務(wù)回報(bào)將迅速抵消成本,從而顯著改善項(xiàng)目的投資回報(bào)率(ROI)并降低平準(zhǔn)化度電成本(LCOS) 。

功率密度對(duì)市場(chǎng)的吸引力: 高功率密度使得戶用儲(chǔ)能產(chǎn)品可以設(shè)計(jì)得更小、更輕、更美觀,這是贏得消費(fèi)者青睞的關(guān)鍵因素 。對(duì)于工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng),更小的占地面積可以節(jié)省寶貴的商業(yè)空間。此外,SiC優(yōu)越的散熱性能帶來了更高的可靠性,并使得在低功率戶用混合逆變器中實(shí)現(xiàn)無風(fēng)扇或更安靜的運(yùn)行成為可能 。

6. 設(shè)計(jì)與集成建議

6.1 熱管理

鑒于兩款器件均具有0.20 K/W的優(yōu)異結(jié)殼熱阻,采用設(shè)計(jì)良好的共用散熱器是可行的。然而,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮兩者不同的損耗分布特性。內(nèi)管(B3M010C075Z)在高頻下開關(guān)損耗更高,可能成為熱點(diǎn);而外管(B3M013C120Z)的導(dǎo)通損耗更大。在超大功率應(yīng)用中,采用先進(jìn)的熱界面材料,甚至考慮分離式散熱設(shè)計(jì),可能有助于進(jìn)一步優(yōu)化熱性能。

6.2 布局與寄生電感抑制

快速開關(guān)的SiC設(shè)計(jì)面臨的核心挑戰(zhàn)之一是控制功率回路和門極回路中的寄生電感。關(guān)鍵建議包括:

最小化高頻換流回路(涉及內(nèi)管和直流母線電容)的環(huán)路面積。

使用疊層母排或?qū)挾馄降?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/82/" target="_blank">PCB走線來降低雜散電感。

將BTD5350x門極驅(qū)動(dòng)器盡可能靠近SiC MOSFET的柵極放置,并使用短而緊湊的雙絞線連接,以最小化門極回路電感,防止振鈴。兩款MOSFET均采用帶開爾文源極(Kelvin Source)引腳的TO-247-4封裝,這對(duì)實(shí)現(xiàn)干凈、快速的開關(guān)至關(guān)重要,因?yàn)樗@過了傳統(tǒng)封裝中會(huì)影響開關(guān)速度的源極公共路徑電感 。

6.3 控制與調(diào)制策略

盡管傾佳電子不深入探討控制算法,但值得一提的是,可以采用空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)或非連續(xù)脈寬調(diào)制(DPWM)等高級(jí)調(diào)制策略 。這些策略不僅可以優(yōu)化輸出波形質(zhì)量,還能主動(dòng)管理內(nèi)外管之間的損耗分布,并確保直流母線中性點(diǎn)電壓的平衡——這是所有三電平拓?fù)渲幸豁?xiàng)至關(guān)重要的控制任務(wù) 。

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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)國產(chǎn)SiC替代進(jìn)口、加速能源低碳轉(zhuǎn)型”為使命,響應(yīng)國家“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

審核編輯 黃宇

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