傾佳電子針對高性能電力變換的基本半導體34mm封裝SiC模塊平臺戰(zhàn)略分析
傾佳電子(Changer Tech)是一家專注于功率半導體和新能源汽車連接器的分銷商。主要服務于中國工業(yè)電源、電力電子設備和新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈。傾佳電子聚焦于新能源、交通電動化和數(shù)字化轉型三大方向,并提供包括IGBT、SiC MOSFET、GaN等功率半導體器件以及新能源汽車連接器。?
傾佳電子楊茜致力于推動國產(chǎn)SiC碳化硅模塊在電力電子應用中全面取代進口IGBT模塊,助力電力電子行業(yè)自主可控和產(chǎn)業(yè)升級!
傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個必然,勇立功率半導體器件變革潮頭:
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!
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!
傾佳電子楊茜咬住650V SiC碳化硅MOSFET單管全面取代SJ超結MOSFET和高壓GaN 器件的必然趨勢!
執(zhí)行摘要

傾佳電子對基本半導體(BASIC Semiconductor)推出的34mm封裝碳化硅(SiC)MOSFET模塊系列及其配套的BSRD-2427-ES02柵極驅動板進行了深入的技術與戰(zhàn)略評估。分析表明,該產(chǎn)品組合并非簡單的元器件羅列,而是一個經(jīng)過精心設計、高度協(xié)同且具備卓越可擴展性的平臺化解決方案。該平臺精準地應對了電力電子領域三大核心增長市場——工業(yè)逆變焊機、數(shù)據(jù)中心高頻直流電源以及電網(wǎng)級儲能系統(tǒng)(PCS)——對于提升能效、功率密度和運行可靠性的迫切需求。
傾佳電子的核心結論是:基本半導體的這一SiC平臺,通過將一系列引腳兼容、性能可伸縮的功率模塊與一個功能完備、參數(shù)匹配的驅動器相結合,為系統(tǒng)設計者提供了一個強大的技術基礎。它不僅能夠顯著提升終端設備的關鍵性能指標,更重要的是,它通過降低SiC技術的應用門檻、簡化設計復雜性并縮短產(chǎn)品上市周期,為客戶創(chuàng)造了顯著的戰(zhàn)略價值。該平臺標志著一種從提供單一元器件到交付完整功率級核心解決方案的轉變,有望在上述關鍵應用領域加速從傳統(tǒng)硅基(Si-based)功率器件向第三代寬禁帶半導體技術的迭代進程。
第一章:元器件產(chǎn)品組合分析:基本半導體34mm SiC功率模塊生態(tài)系統(tǒng)
本章旨在解構構成該平臺的核心元器件,以確立其基準性能,并揭示它們之間共生互利的關系。分析將證明,這是一個經(jīng)過深思熟慮的平臺化設計,而非偶然的元器件搭配。
1.1 BSRD-2427-ES02柵極驅動板:SiC穩(wěn)健運行的基石



BSRD-2427-ES02驅動板是整個SiC平臺的大腦和保護系統(tǒng),是充分發(fā)揮SiC模塊高性能的先決條件。其各項關鍵特性均圍繞著如何安全、高效地驅動SiC MOSFET而設計。
驅動能力 該驅動板提供典型的+18.1 V正向柵極電壓$-3.6 V負向柵極電壓 。這是一個至關重要的設計決策。+18 V的電壓水平是該模塊家族所有成員達到其數(shù)據(jù)手冊中標稱的最低導通電阻$R_{DS(on)}$所推薦的開通電壓 。而$-3.6$ V的負壓則確保了器件的可靠關斷,它在SiC MOSFET的柵極閾值電壓(典型值為2.7 V)之下提供了充足的安全裕量,有效防止了在橋式拓撲中由高電壓變化率(dv/dt)引起的寄生導通風險,這是高頻應用中常見的失效模式之一 。
電流與功率 每個通道高達$pm10$ A的峰值柵極電流和1 W的驅動功率,為快速充放SiC MOSFET的柵極電容提供了必要的“肌肉力量” 。這對于實現(xiàn)納秒級的開關瞬態(tài)(上升/下降時間)至關重要,而這正是SiC器件實現(xiàn)低開關損耗優(yōu)勢的基礎。
集成保護功能 驅動板集成了米勒鉗位(Miller Clamp)功能 。這并非一個可有可無的附加功能,而是一項核心保護機制。它在器件關斷期間,為柵極提供了一個主動的、低阻抗的對地通路,能夠有效地將米勒效應產(chǎn)生的感應電流旁路,從而避免柵極電壓被抬升至閾值以上,防止發(fā)生“上下橋臂直通”(shoot-through)的嚴重故障。此外,驅動板還集成了原邊和副邊的欠壓鎖定(UVLO)保護功能 ,這可以保護昂貴的SiC模塊,避免其在柵極驅動電壓不足的情況下工作。驅動電壓不足會導致導通損耗急劇增加,可能引發(fā)熱失效。
魯棒性與隔離性能 高達4000 Vac的隔離電壓和150 kV/μs的高共模瞬變抗擾度(CMTI)是確保系統(tǒng)可靠性的關鍵指標 。在逆變焊機和高功率變換器等目標應用中,電磁環(huán)境極其惡劣,充滿了極快的電壓瞬變。高CMTI確保了驅動器的控制邏輯不會被這些瞬變干擾所破壞,從而防止了錯誤的開關動作,保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行 。
該驅動板的規(guī)格參數(shù)揭示了一種深思熟慮的設計哲學,即“性能調(diào)優(yōu)與易于應用”的平衡。首先,其柵極驅動電壓(+18.1 V / ?3.6 V)并非通用值,而是精確匹配了其目標SiC模塊家族的推薦工作點(推薦關斷負壓為-4 V或-5 V)。其次,數(shù)據(jù)手冊中標定的最高開關頻率為80 kHz 。盡管SiC器件本身具備在數(shù)百kHz甚至更高頻率下工作的潛力,但80 kHz這個數(shù)值精準地瞄準了主流工業(yè)應用的“甜蜜點”,例如工業(yè)焊機正從傳統(tǒng)的10-20 kHz(IGBT時代)向50-80 kHz(SiC時代)遷移 。這表明基本半導體的策略并非盲目追求極限頻率,而是為市場主體提供一個魯棒、可靠且易于實現(xiàn)的解決方案。這種務實的做法,降低了設計者從IGBT過渡到SiC的技術門檻,有效規(guī)避了在超高頻(數(shù)百kHz)工作時可能遇到的極端電磁干擾(EMI)和對PCB布局極為敏感等設計難題,實現(xiàn)了性能增益與設計復雜性之間的最佳平衡。
1.2 34mm SiC MOSFET模塊家族:單一封裝下的可擴展性能
該系列模塊的核心價值在于其卓越的可擴展性。從BMF60R12RB3到BMF160R12RA3,所有模塊均共享1200 V的電壓等級、工業(yè)標準的34mm半橋封裝以及高導熱性的銅基板 。這種統(tǒng)一性對于實現(xiàn)機械設計和熱管理方案的復用至關重要,為客戶構建產(chǎn)品平臺提供了堅實基礎。下表對該系列模塊的關鍵性能參數(shù)進行了橫向比較。

對于系統(tǒng)架構師而言,下表的價值不言而喻。它直觀地展示了在一個統(tǒng)一的機械封裝內(nèi),整個性能-成本-散熱的權衡空間。制造商可以利用這個平臺開發(fā)一個完整的產(chǎn)品線(例如,功率從10 kW到30 kW的一系列焊機),而只需使用相同的機箱、散熱器設計和驅動板,通過選用不同型號的模塊即可實現(xiàn)。這種模式極大地減少了研發(fā)投入,簡化了庫存管理,并顯著加快了產(chǎn)品推向市場的速度。
具體來說,設計者需要根據(jù)功率等級選擇器件。功率等級決定了電流,電流大小則決定了由導通電阻$R_{DS(on)}$主導的導通損耗。同時,開關頻率也是一個關鍵變量,開關損耗主要由開通/關斷能量$E_{on}$和$E_{off}$決定,而這些又與總柵極電荷$Q_G$和器件電容相關。最終,所有損耗產(chǎn)生的熱量必須通過有效的散熱途徑導出,這取決于總功率損耗和模塊的結-殼熱阻Rth(j?c)?。下表將這些相互關聯(lián)的關鍵參數(shù)(RDS(on)?, QG?, Eon?/Eoff?, Rth(j?c)?)并列呈現(xiàn),使設計者能夠清晰地看到,例如,從BMF80R12RA3升級到BMF120R12RB3,雖然導通電阻降低了近一半,但柵極電荷QG?卻增加了超過50%。這使得導通損耗與開關損耗之間的權衡變得一目了然,從而能夠根據(jù)特定應用的具體工作頻率和占空比,做出最優(yōu)化的選擇。
表1:基本半導體34mm SiC模塊家族關鍵性能參數(shù)對比
| 參數(shù) | BMF60R12RB3 | BMF80R12RA3 | BMF120R12RB3 | BMF160R12RA3 | 單位 | 數(shù)據(jù)來源 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 額定電流 (ID?) | 60A @ 80°C | 80A @ 80°C | 120A @ 75°C | 160A @ 75°C | A | |
| 典型導通電阻 RDS(on),typ? @ 25°C (芯片) | 21.2 | 15.0 | 10.6 | 7.5 | mΩ | |
| 典型導通電阻 RDS(on),typ? @ 175°C (芯片) | 37.3 | 26.7 | 18.6 | 13.3 | mΩ | |
| 總柵極電荷 (QG?) | 168 | 220 | 336 | 440 | nC | |
| 開通能量 (Eon?) @ 25°C | 1.7 | 2.4 | (未標明) | 8.9 | mJ | |
| 關斷能量 (Eoff?) @ 25°C | 0.8 | 1.0 | 3.0 | 3.9 | mJ | |
| 體二極管反向恢復電荷 (Qrr?) @ 25°C | 0.2 | 0.3 | 0.52 | 0.69 | μC | |
| 結-殼熱阻 (Rth(j?c)?) | 0.70 | 0.54 | 0.37 | 0.29 | K/W |
1.3 集成解決方案的協(xié)同價值
綜合以上分析,BSRD-2427-ES02驅動板與34mm模塊家族之間并非簡單的“兼容”關系,而是達到了“協(xié)同優(yōu)化”的層面。驅動板$pm10$ A的峰值電流能力,對于驅動家族中柵極電荷最大(QG?=440 nC)的BMF160R12RA3模塊,在目標頻率范圍內(nèi)依然綽綽有余,確保了快速的開關瞬態(tài)。同時,驅動板集成的米勒鉗位和欠壓保護等功能,對于保障SiC模塊的長期可靠性至關重要,因為SiC器件相比傳統(tǒng)IGBT對驅動條件更為敏感。
最終,一個性能可擴展的模塊家族與一個統(tǒng)一、匹配的驅動板相結合,創(chuàng)造了一個真正的“平臺化解決方案”。這為那些希望簡化設計流程、優(yōu)化供應鏈并加速產(chǎn)品迭代的客戶,提供了一個極具吸引力的價值主張。
第二章:應用價值深度解析:新一代逆變焊機
本章將把元器件層面的性能優(yōu)勢,轉化為在競爭激烈的焊接設備市場中的實際應用價值。
2.1 市場驅動力:向高頻、高效焊接的轉變
焊接行業(yè)正面臨雙重壓力。一方面,歐盟的生態(tài)設計指令等法規(guī)要求不斷提升設備的能源效率 。另一方面,市場對設備便攜性(更輕、更小)和更高焊接質(zhì)量(更精確的電弧控制,適應更多材料)的需求日益增長 。這些趨勢共同推動了行業(yè)的技術變革,即從笨重、低頻(10-20 kHz)的IGBT逆變焊機,向緊湊、高頻(>50 kHz)的SiC方案演進 。
2.2 實現(xiàn)卓越的電弧控制與系統(tǒng)緊湊性
基本半導體SiC模塊極低的開關損耗($E_{on}$和$E_{off}$)是推動焊機工作頻率提升至50 kHz甚至更高的根本原因 。工作頻率的提升,可以直接且顯著地減小焊機中磁性元件(如主變壓器和輸出電感)的體積和重量,而這些元件通常是焊機中最笨重、最占空間的部分 。這直接滿足了市場對設備便攜性的核心訴求。
更進一步,高工作頻率使得控制環(huán)路的響應速度得以成倍提升。這意味著系統(tǒng)可以對焊接過程中的電流和電壓進行更快速、更精確的實時調(diào)控。這種能力的提升,最終轉化為更穩(wěn)定的電弧、更少的飛濺、以及在各種工況下都更優(yōu)質(zhì)、更一致的焊縫質(zhì)量 。這構成了產(chǎn)品在性能上的關鍵差異化優(yōu)勢。
2.3 熱性能與現(xiàn)場可靠性
以一個典型的焊接工況為例(例如,20 kW輸出功率,60%負載持續(xù)率 ),可以進行簡化的功率損耗估算。通過使用模塊在高溫下(例如125°C)的導通電阻$R_{DS(on)}$數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)手冊中的開關損耗值,可以計算出總的功率耗散。
將此功率耗散值與模塊的結-殼熱阻$R_{th(j-c)}$相結合,可以預測器件的結溫溫升。計算結果將表明,在合理的散熱設計下,模塊的結溫可以穩(wěn)定地保持在175°C的最高工作溫度限制之內(nèi),從而確保了長時間工作的可靠性 。在此過程中,BSRD-2427-ES02驅動板的保護功能(如米勒鉗位和高CMTI)再次凸顯其重要性,它們是確保焊機在惡劣、充滿電磁噪聲的工業(yè)現(xiàn)場中能夠穩(wěn)定、可靠運行的關鍵保障。
該平臺的模塊化和可擴展性,使其能夠直接映射到焊機制造商的整個產(chǎn)品線布局,覆蓋從入門級到大功率工業(yè)級的各類設備。焊接市場按功率等級細分,例如10 kW左右的便攜式焊機、20 kW的常規(guī)車間用焊機,以及30 kW以上的大功率工業(yè)焊機 。制造商希望在不為每個功率等級重新設計整機的情況下,覆蓋盡可能多的細分市場?;景雽w的34mm平臺恰好滿足了這一需求,它在完全相同的物理封裝內(nèi)提供了從60 A到160 A的四個功率等級 。這意味著制造商可以設計一個統(tǒng)一的機械結構和散熱方案。對于10-15 kW的焊機,可以選用BMF60R12RB3或BMF80R12RA3;對于20-25 kW的設備,可升級至BMF120R12RB3;而對于30 kW以上的大功率應用,則可采用BMF160R12RA3。在此過程中,驅動板BSRD-2427-ES02始終保持不變。這種“即插即用”式的可擴展性,為制造商帶來了巨大的戰(zhàn)略優(yōu)勢,不僅大幅降低了非重復性工程(NRE)成本,還極大地簡化了供應鏈管理。
第三章:應用價值深度解析:高密度直流電源
本章將聚焦于要求極為嚴苛的服務器與數(shù)據(jù)中心電源(PSU)市場,在該領域,效率和功率密度是決定經(jīng)濟效益的核心指標。
3.1 數(shù)據(jù)中心的挑戰(zhàn):規(guī)?;碌男逝c密度
數(shù)據(jù)中心電源的設計受到“80 PLUS鈦金”等極其嚴格的能效標準規(guī)制,該標準要求電源在典型負載下的峰值效率超過96% 。同時,數(shù)據(jù)中心的物理空間是極其寶貴的資產(chǎn),因此,以W/in3或kW/dm3為單位的功率密度,成為衡量PSU性能的另一個關鍵指標 。更高的功率密度意味著在相同的機架空間內(nèi)可以部署更多的計算能力。
從運營角度看,電費和制冷是數(shù)據(jù)中心最主要的運營成本(OPEX)。PSU效率每提升1%,對于一個大型數(shù)據(jù)中心而言,在其整個生命周期內(nèi)可能節(jié)省數(shù)百萬美元的電費 。
3.2 在先進拓撲中的性能表現(xiàn)(圖騰柱PFC與LLC)
圖騰柱PFC(Totem-Pole PFC) 這是在AC-DC變換級實現(xiàn)最高效率的關鍵拓撲。其能否成功應用,完全取決于其“快橋臂”上功率開關的性能。基本半導體SiC模塊體二極管極低的反向恢復電荷(Qrr?)是實現(xiàn)這一拓撲的核心優(yōu)勢 。傳統(tǒng)的硅基MOSFET,其體二極管反向恢復緩慢且損耗巨大,使得硬開關的圖騰柱PFC拓撲幾乎不具備實用性。而SiC MOSFET則不同,其近乎理想的體二極管特性消除了巨大的反向恢復損耗,使得圖騰柱PFC電路的效率能夠輕松突破98%,成為鈦金級電源的首選方案 。
LLC諧振變換器 這是隔離式DC-DC變換級的主流拓撲。LLC變換器的高效率依賴于在寬負載范圍內(nèi)實現(xiàn)開關管的零電壓開通(ZVS)。基本半導體SiC模塊較低的輸出電容(Coss?)和與之對應的低儲存能量(Eoss?)(例如,BMF80R12RA3在800 V下$E_{oss}僅為80.5μJ[1])對此至關重要。更低的C_{oss}和E_{oss}$意味著諧振網(wǎng)絡只需較小的循環(huán)能量就能完成對開關節(jié)點電容的充放電,從而在更寬的負載范圍(尤其是在對80 PLUS認證至關重要的20-50%輕載區(qū)間)內(nèi)實現(xiàn)ZVS,顯著提升了輕載和中載效率 。
采用此SiC平臺能夠創(chuàng)造一個超越元器件本身價格的、系統(tǒng)級的成本降低良性循環(huán)。雖然SiC模塊的初始采購成本高于傳統(tǒng)的硅基IGBT或MOSFET,但其更高的工作效率(源于極低的$R_{DS(on)}$和開關損耗)直接降低了功率耗散 。更低的功率耗散意味著系統(tǒng)只需要一個更小、更便宜的散熱器 。同時,更高的開關頻率能力使得系統(tǒng)中的磁性元件(電感、變壓器)可以做得更小、更輕、成本更低 。散熱器和磁性元件的尺寸縮減,共同促成了PSU整體功率密度的飛躍,極大地縮小了電源的物理尺寸 。在設施層面,更高的PSU效率不僅直接降低了數(shù)據(jù)中心的電費賬單,更關鍵的是,它減輕了對制冷基礎設施(HVAC)的負荷,而制冷系統(tǒng)本身就是一項巨大的資本和運營開銷 。因此,較高的元器件初始成本,完全可以被無源器件和散熱方案的物料清單(BOM)成本節(jié)約所抵消,并在系統(tǒng)和設施層面的總擁有成本(TCO)上實現(xiàn)更顯著的降低。選擇該平臺,本質(zhì)上是對降低TCO的一項戰(zhàn)略投資。
第四章:應用價值深度解析:儲能電源變換系統(tǒng)(PCS)
本章將探討該平臺如何滿足并網(wǎng)儲能這一獨特應用的需求,在這里,長期的運行效率和高可靠性是決定項目經(jīng)濟可行性的首要因素。
4.1 現(xiàn)代并網(wǎng)PCS的核心需求
儲能電源變換系統(tǒng)(PCS)是電池儲能系統(tǒng)(BESS)的核心,負責管理電池與電網(wǎng)之間的雙向能量流動 。其核心經(jīng)濟價值由“往返效率”(AC-DC-AC轉換效率)驅動。即使是微小的效率提升,在數(shù)千次充放電循環(huán)中也會被放大,直接影響儲能資產(chǎn)的投資回報率(ROI) 。
作為關鍵的電網(wǎng)基礎設施,PCS必須具備極高的可靠性,其設計使用壽命通常要求達到10-20年,且維護需求極低 。此外,它還必須具備頻率調(diào)節(jié)、電壓支撐等高級電網(wǎng)輔助服務功能,而這些功能要求系統(tǒng)具備極快的動態(tài)響應能力 。
4.2 最大化往返效率
與傳統(tǒng)硅基IGBT相比,SiC器件的核心優(yōu)勢在于其在寬負載范圍內(nèi)的卓越性能。IGBT存在一個相對固定的飽和壓降VCE(sat)?,這導致其在輕載工況下效率低下。而SiC MOSFET則表現(xiàn)為純阻性的導通特性(RDS(on)?),加之其極低的開關損耗,使其從10%的輕載到滿載都能保持非常高的效率 。
這種“平坦的效率曲線”完美契合了儲能應用的工況多變性。例如,參與電網(wǎng)調(diào)頻服務時,PCS的輸出功率會在正負額定功率之間持續(xù)、快速地波動。SiC方案在整個工作區(qū)間內(nèi)的高效率,意味著在系統(tǒng)的整個生命周期內(nèi),能夠實現(xiàn)更高的凈能量吞吐量,從而提升項目的整體經(jīng)濟性。
4.3 適應多樣化儲能應用的可擴展平臺
儲能市場涵蓋了從數(shù)十千瓦的工商業(yè)(C&I)儲能系統(tǒng)到兆瓦級的大型集裝箱式電站等多種應用場景 。基本半導體34mm模塊家族的可擴展性,使得PCS開發(fā)者能夠構建一個模塊化的系統(tǒng)架構。例如,可以圍繞BMF160R12RA3設計一個標準的功率“磚塊”。通過將多個這樣的“磚塊”并聯(lián),可以輕松地將系統(tǒng)功率從50 kW擴展到500 kW甚至更高,而核心技術和控制平臺保持不變。這種模塊化設計是現(xiàn)代PCS發(fā)展的一個關鍵趨勢 。








SiC材料的固有物理特性與該平臺的穩(wěn)健設計相結合,直接滿足了基礎設施級項目對長期可靠性和“可融資性”(bankability)的嚴苛要求。儲能項目是長期投資,其融資決策很大程度上依賴于對項目未來性能和可靠性的預測。SiC材料本身比硅擁有更高的擊穿場強和熱導率,這意味著SiC器件更為堅固,并且能在更高溫度下工作,提供了更大的熱設計裕量 ?;景雽w的模塊采用了銅基板和優(yōu)化的低熱阻設計,這表明其設計重點在于高效散熱和保障長期壽命 。與之匹配的驅動板提供了關鍵的保護功能(UVLO、米勒鉗位),有效預防了常見的功率級失效模式,從而提升了系統(tǒng)的平均無故障時間(MTBF)。因此,一個基于此平臺構建的PCS,相比于一個工作在熱極限邊緣的傳統(tǒng)IGBT系統(tǒng),可以更有說服力地宣稱其具備更高的可靠性和更長的運行壽命。這種增強的可靠性不僅僅是一個技術特性,它更是一個關鍵的金融促成因素,使得項目對投資者和金融機構更具吸引力。
第五章:戰(zhàn)略評估與系統(tǒng)設計者建議
本章將綜合所有分析結果,形成戰(zhàn)略性總結,并為采用該平臺的工程師提供可操作的實施建議。
5.1 競爭定位:平臺的力量
基本半導體該產(chǎn)品組合的核心競爭優(yōu)勢,在于其作為一個集成化、可擴展平臺的整體概念。通過提供一系列引腳兼容、采用標準工業(yè)封裝的功率模塊,并搭配一個協(xié)同優(yōu)化的驅動板,基本半導體極大地降低了客戶采納SiC技術的風險和門檻。它減少了工程師在PCB布局、熱管理和柵極驅動優(yōu)化上所需投入的精力,使他們能夠更專注于系統(tǒng)級的創(chuàng)新。
5.2 應用適用性總結
下表以矩陣形式,為高層管理者和決策者提供了對本報告核心發(fā)現(xiàn)的快速概覽。
表2:基本半導體34mm SiC平臺應用價值矩陣
| 應用領域 | 核心價值主張及依據(jù) |
|---|---|
| 逆變焊機 | 功率密度與電弧精度: 源于SiC低開關損耗帶來的高頻(>50 kHz)工作能力??蓴U展的模塊家族允許單一機械平臺覆蓋廣泛的功率等級,從而降低制造復雜性。 |
| 高頻直流電源 | 極致效率與密度: 模塊極低的$Q_{rr}是實現(xiàn)>98C_{oss}$則有助于LLC級實現(xiàn)寬范圍ZVS。這直接滿足了80 PLUS鈦金標準,并降低了數(shù)據(jù)中心TCO。 |
| 儲能PCS | 往返效率與可靠性: 在寬負載范圍內(nèi)的平坦效率曲線最大化了能量吞吐量和項目ROI。SiC的固有魯棒性與驅動器的保護功能共同提升了長期可靠性,這對基礎設施項目的可融資性至關重要。 |

深圳市傾佳電子有限公司(簡稱“傾佳電子”)是聚焦新能源與電力電子變革的核心推動者:
傾佳電子成立于2018年,總部位于深圳福田區(qū),定位于功率半導體與新能源汽車連接器的專業(yè)分銷商,業(yè)務聚焦三大方向:
新能源:覆蓋光伏、儲能、充電基礎設施;
交通電動化:服務新能源汽車三電系統(tǒng)(電控、電池、電機)及高壓平臺升級;
數(shù)字化轉型:支持AI算力電源、數(shù)據(jù)中心等新型電力電子應用。
公司以“推動國產(chǎn)SiC替代進口、加速能源低碳轉型”為使命,響應國家“雙碳”政策(碳達峰、碳中和),致力于降低電力電子系統(tǒng)能耗。
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5.3 可操作的實施建議
PCB布局 必須強調(diào),實現(xiàn)一個低電感的柵極驅動回路至關重要。建議將驅動器輸出引腳到模塊柵極和源極(或開爾文源極)引腳之間的物理距離最小化。使用雙絞線或優(yōu)化的平面PCB走線是必不可少的。
熱管理 盡管模塊本身的結-殼熱阻$R_{th(j-c)}$很低,但整體散熱性能的瓶頸往往在于導熱界面材料(TIM)和散熱器。為充分利用模塊的散熱潛力,建議采用高性能的TIM材料(例如,導熱系數(shù) > 5 W/mK)。
柵極電阻調(diào)優(yōu) 驅動板數(shù)據(jù)手冊中標明了板載的柵極電阻值(RGON?=15.7 Ω, RGOFF?=8.8 Ω)。設計者應理解,這些電阻值是可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整的,以平衡開關速度(影響效率)與電壓過沖和EMI。建議從默認值開始,通過雙脈沖測試,謹慎地進行微調(diào),以達到最佳的系統(tǒng)性能。
直流母線電容 SiC的快速開關特性對直流母線提出了極低電感的要求。建議使用高性能的薄膜電容或多層陶瓷電容(MLCC),并將其盡可能地靠近模塊的DC+和DC-端子放置,以最大限度地抑制開關過程中產(chǎn)生的電壓過沖。
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