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基本半导体1200V工业级碳化硅MOSFET半桥模块Pcore2 ED3系列介绍

基本半导体推出1200V工业级碳化硅MOSFET半桥模块Pcore2 ED3系列,采用新一代碳化硅芯片技术,结合高性能Si3N4AMB基板与铜基板封装,在提升功率密度的同时显著增强产品可靠性。

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针对光伏、储能及工业电机驱动等应用,该模块具备低导通电阻与低开关损耗特性,支持更高开关频率。通过与同电压等级IGBT模块的仿真对比可见,ED3系列模块在效率与散热表现上优势明显,有助于系统实现更高功率密度与更低散热成本。此外,基本半导体可提供与该模块配套的即插即用驱动板整体解决方案,助力客户实现快速集成与高效开发。

产品拓扑

产品特点

基本半导体第三代碳化硅MOSFET芯片技术,性能更优

低导通电阻,高温下RDS(on)表现优异

低开关损耗,提高开关频率,功率密度提升

高性能Si3N4AMB和高温焊料引入,提高产品可靠性

高可靠性和高功率密度

铜基板散热

应用领域

储能系统

固态变压器SST

光伏逆变器

牵引辅助变流器

电机驱动

产品列表

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一、产品性能实测数据(BMF540R12MZA3)

1. 静态参数测试

2. 动态参数测试

2.1 参数平台

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2.2 动态测试参数对比

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开关波形 (ID=270A)

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开关波形 (ID=540A)

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二、SiC MOSFET模块与IGBT模块对比

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两类模块在两电平逆变应用中的对比

使用PLECS软件建模。

红框为温度和损耗监控MOSFET和IGBT的位置,其余开关位置结果完全相同,不作展示。

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仿真的工况及条件

仿真80℃散热器温度下,三款模块在此应用工况中的损耗、结温和整机效率。

应用为电机驱动或并网逆变器。

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仿真任务—固定出力仿结温

仿真80℃散热器温度下,母线电压800V、输出相电流400Arms应用工况下的损耗、结温和整机效率。

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输出有功功率=400A*350V*3*cosφ=378kW

效率(%)=输出有功功率/(输出有功功率+器件总损耗功率)=378kW/(378+0.38641*6)kW=99.38%

SiC MOSFET与IGBT两者效率差意味着什么?

100%-99.38%=0.62%

100%-98.79%=1.21%

两者发出的热量相差一倍,散热系统能节省很多成本和体积,使用SiC MOSFET更节能。

8kHz 400Arms T1工况仿真结果——波形

BMF540R12MZA3(1200V 540A)

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F*** (1200V 800A)

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I*** (1200V 900A)

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三、SiC MOSFET与IGBT在buck拓扑应用中的仿真数据

SiC MOSFET模块与IGBT模块在buck拓扑中的应用对比

使用PLECS软件建模。

红框为温度和损耗监控MOSFET和IGBT的位置,其余开关位置结果完全相同,不作展示。

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仿真的工况及条件

仿真80℃散热器温度下,三款模块分别在此应用工况中的损耗、结温和整机效率。

应用为Buck拓扑,电压从800V降到300V。

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仿真任务1--固定出力仿结温

仿真80℃散热器温度下,输入电压800V、输出电流350A应用工况下的损耗、结温和整机效率。

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输出功率=350A*300V=105kW

效率(%)=输出功率/(输出功率+器件总损耗功率)=105kW/(105+0.43145)kW=99.58%

2.5kHz T1仿真结果--波形

BMF540R12MZA3 (1200V 540A)

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F*** (1200V 800A)

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I*** (1200V 900A)

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仿真任务2--固定出力仿结温

80℃散热器温度与约束结温Tj≤175℃情况下,仿真计算模块的输出电流。

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仿真任务3--开关频率和输出电流的关系

仿真Buck拓扑,输入电压800V,输出电压300V,80℃散热器温度,在限制结温Tj≤175℃情况下(上管或下管;MOSFET,IGBT或二极管)三款模块开关频率和输出电流的关系。

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四、ED3模块与驱动板整体解决方案

ED3 SiC MOSFET驱动板即插即用解决方案1

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ED3 SiC MOSFET驱动板即插即用解决方案2

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关于基本半导体

深圳基本半导体股份有限公司是中国第三代半导体创新企业,专业从事碳化硅功率器件的研发与产业化。公司总部位于深圳,在北京、上海、无锡、香港以及日本名古屋设有研发中心和制造基地。公司拥有一支国际化的研发团队,核心团队由来自清华大学、中国科学院、英国剑桥大学等国内外知名高校及研究机构的博士组成。

基本半导体掌握碳化硅核心技术,研发覆盖碳化硅功率半导体的芯片设计、晶圆制造封装测试、驱动应用等产业链关键环节,核心产品包括碳化硅二极管和MOSFET芯片、汽车级及工业级碳化硅功率模块、功率器件驱动芯片等,性能达到国际先进水平,服务于电动汽车、风光储能、轨道交通、工业控制智能电网等领域的全球数百家客户。

基本半导体是国家级专精特新“小巨人”企业,承担了国家工信部、科技部及广东省、深圳市的众多研发及产业化项目,与深圳清华大学研究院共建第三代半导体材料与器件研发中心,是国家5G中高频器件创新中心股东单位之一,获批中国科协产学研融合技术创新服务体系第三代半导体协同创新中心、广东省第三代半导体碳化硅功率器件工程技术研究中心。

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