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新能源汽车电动压缩机国产基本™碳化硅MOSFET

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国产基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET在新能源汽车e-Compressor电动压缩机的应用-倾佳电子(Changer Tech)专业分销



适用于新能源汽车e-Compressor电动压缩机的国产基本™(BASiC Semiconductor)第二代碳化硅MOSFET-倾佳电子(Changer Tech)专业分销


倾佳电子(Changer Tech)致力于国产碳化硅(SiC)MOSFET功率器件在电力电子市场的推广!


基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET两大主要特色:

1.出类拔萃的可靠性:相对竞品较为充足的设计余量来确保大规模制造时的器件可靠性。

基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET 1200V系列击穿电压BV值实测在1700V左右,高于市面主流竞品,击穿电压BV设计余量可以抵御碳化硅衬底外延材料及晶圆流片制程的摆动,能够确保大批量制造时的器件可靠性,这是基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET最关键的品质. 基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET雪崩耐量裕量相对较高,也增强了在电力电子系统应用中的可靠性。

2.可圈可点的器件性能:同规格较小的Crss带来出色的开关性能。

基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET反向传输电容Crss 在市面主流竞品中是比较小的,带来关断损耗Eoff也是市面主流产品中非常出色的,优于部分海外竞品,特别适用于LLC应用,典型应用如充电桩电源模块后级DC-DC应用。


Ciss:输入电容(Ciss=Cgd+Cgs) ⇒栅极-漏极和栅极-源极电容之和:它影响延迟时间;Ciss越大,延迟时间越长。基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET 优于主流竞品。

Crss:反向传输电容(Crss=Cgd) ⇒栅极-漏极电容:Crss越小,漏极电流上升特性越好,这有利于MOSFET的损耗,在开关过程中对切换时间起决定作用,高速驱动需要低Crss。

Coss:输出电容(Coss=Cgd+Cds)⇒栅极-漏极和漏极-源极电容之和:它影响关断特性和轻载时的损耗。如果Coss较大,关断dv/dt减小,这有利于噪声。但轻载时的损耗增加。


基本™B2M第二代碳化硅MOSFET器件主要特色:

• 比导通电阻降低40%左右

• Qg降低了60%左右

• 开关损耗降低了约30%

• 降低Coss参数,更适合软开关

• 降低Crss,及提高Ciss/Crss比值,降低器件在串扰行为下误导通风险

• 最大工作结温175℃• HTRB、 HTGB+、 HTGB-可靠性按结温Tj=175℃通过测试

• 优化栅氧工艺,提高可靠性

• 高可靠性钝化工艺

• 优化终端环设计,降低高温漏电流

• AEC-Q101


新能源汽车采用电动压缩机驱动空调制冷。由于纯电动汽车没有发动机,压缩机需要靠电力驱动,电动压缩机比传统压缩机多出了驱动电机、控制器等结构。空调制热方面,燃油汽车空调可借助发动机的动力和余热。而新能源汽车没有多余的热量,制热通常是使用 PTC 加热器或热泵空调。PTC 加热器是新能源汽车的传统加热方法,由于耗电量大,有被热泵空调逐渐取代的趋势。

热泵空调电动压缩机控制器主要使用的功率器件是硅IGBT,但硅IGBT在高压情况下的损耗远大于国产基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET,提升电动压缩机控制器PCBA的生产效率和良率,适合尤其是压缩机工作在轻载工况下,控制器中国产基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET的损耗可降低至硅IGBT方案的一半以下。而车用空调压缩机通常工作在轻载工况下,可以极大发挥国产基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET的优势,从而减少空调热泵系统的损耗,有利于电动汽车的热管理,降低整车电能的消耗,提高新能源汽车的续航能力。

 

电动汽车热管理800V高压充电平台的国产基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET和硅IGBT,对比两者间的器件开关损耗。国产基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET使用在压缩机控制器上提高了压缩机的效率,有利于电动汽车的热管理。传统的1200V硅IGBT方案由于开关损耗较大,散热问题严重,因此一般限制在15kHz以内。采用国产基本™(BASiC Semiconductor)第二代SiC碳化硅MOSFET方案后,可以通过提升逆变器开关频率,以减小输出电流的总谐波畸变率,从而减小压缩机的谐波损耗,提升压缩机的效率,进一步提高空调热泵系统的效率,更有利于电动汽车空调热管理。


随着国产基本™(BASiC Semiconductor)等等一些SiC碳化硅功率器件供应商的爆发式增长,产能的增加将同步大幅降低成本,SiC MOSFET在热泵空调中的应用将提高电动汽车冬季续航里程,缓解续航里程解决了用户的焦虑,在传统暖通空调的应用中,将显着提升暖通空调的性能和效率,减少系统的发热量和用电量,为践行节能减排战略目标提供新途径。


倾佳电子(Changer Tech)专业分销国产车规级碳化硅(SiC)MOSFET,国产车规级AEC-Q101碳化硅(SiC)MOSFET,国产车规级PPAP碳化硅(SiC)MOSFET,基本™全碳化硅MOSFET模块,Easy封装全碳化硅MOSFET模块,62mm封装全碳化硅MOSFET模块,Full SiC Module,SiC MOSFET模块适用于超级充电桩,V2G充电桩,高压柔性直流输电智能电网(HVDC),空调热泵驱动,机车辅助电源,储能变流器PCS,光伏逆变器,超高频逆变焊机,超高频伺服驱动器,高速电机变频器等,光伏逆变器专用直流升压模块BOOST Module,储能PCS变流器ANPC三电平碳化硅MOSFET模块,光储碳化硅MOSFET。专业分销基本™SiC碳化硅MOSFET模块及分立器件,全力支持中国电力电子工业发展!


汽车级全碳化硅功率模块是基本™(BASiC Semiconductor)为新能源汽车主逆变器应用需求而研发推出的系列MOSFET功率模块产品,包括Pcore™6‍汽车级HPD模块、‍Pcore™2‍汽车级DCM模块、‍Pcore™1‍汽车级TPAK模块、Pcore™2‍汽车级ED3模块等,采用银烧结技术等基本™(BASiC Semiconductor)最新的碳化硅 MOSFET 设计生产工艺,综合性能达到国际先进水平,通过提升动力系统逆变器的转换效率,进而提高新能源汽车的能源效率和续航里程。主要产品规格有:BMS800R12HWC4_B02,BMS600R12HWC4_B01,BMS950R12HWC4_B02,BMS700R12HWC4_B01,BMS800R12HLWC4_B02,BMS600R12HLWC4_B01,BMS950R12HLWC4_B02,BMS700R12HLWC4_B01,BMF800R12FC4,BMF600R12FC4,BMF950R08FC4,BMF700R08FC4,BMZ200R12TC4,BMZ250R08TC4


倾佳电子(Changer Tech)专业分销基本™(BASiC Semiconductor)碳化硅(SiC)MOSFET专用双通道碳化硅(SiC)MOSFET专用隔离驱动芯片BTD25350,原方带死区时间设置,副方带米勒钳位功能,为碳化硅功率器件SiC MOSFET驱动而优化。

BTD25350适用于以下碳化硅功率器件应用场景:

充电桩中后级LLC用SiC MOSFET 方案

光伏储能BUCK-BOOST中SiC MOSFET方案

高频APF,用两电平的三相全桥SiC MOSFET方案

空调压缩机三相全桥SiC MOSFET方案

OBC后级LLC中的SIC MOSFET方案

服务器交流侧图腾柱PFC高频臂GaN或者SiC方案


碳化硅 (SiC) MOSFET出色的材料特性使得能够设计快速开关单极型器件,替代升级双极型 IGBT  (绝缘栅双极晶体管)开关。碳化硅 (SiC) MOSFET替代IGBT可以得到更高的效率、更高的开关频率、更少的散热和节省空间——这些好处反过来也降低了总体系统成本。SiC-MOSFET的Vd-Id特性的导通电阻特性呈线性变化,在低电流时SiC-MOSFET比IGBT具有优势。

与IGBT相比,SiC-MOSFET的开关损耗可以大幅降低。采用硅 IGBT 的电力电子装置有时不得不使用三电平拓扑来优化效率。当改用碳化硅 (SiC) MOSFET时,可以使用简单的两级拓扑。因此所需的功率元件数量实际上减少了一半。这不仅可以降低成本,还可以减少可能发生故障的组件数量。SiC MOSFET 不断改进,并越来越多地加速替代以 Si IGBT 为主的应用。 SiC MOSFET 几乎可用于目前使用 Si IGBT 的任何需要更高效率和更高工作频率的应用。这些应用范围广泛,从太阳能和风能逆变器和电机驱动到感应加热系统和高压 DC/DC 转换器。


随着自动化制造、电动汽车、先进建筑系统和智能电器等行业的发展,对增强这些机电设备的控制、效率和功能的需求也在增长。碳化硅 MOSFET (SiC MOSFET) 的突破重新定义了历史上使用硅 IGBT (Si IGBT) 进行功率逆变的电动机的功能。这项创新扩展了几乎每个行业的电机驱动应用的能力。Si IGBT 因其高电流处理能力、快速开关速度和低成本而历来用于直流至交流电机驱动应用。最重要的是,Si IGBT 具有高额定电压、低电压降、低电导损耗和热阻抗,使其成为制造系统等高功率电机驱动应用的明显选择。然而,Si IGBT 的一个显着缺点是它们非常容易受到热失控的影响。当器件温度不受控制地升高时,就会发生热失控,导致器件发生故障并最终失效。在高电流、电压和工作条件常见的电机驱动应用中,例如电动汽车或制造业,热失控可能是一个重大的设计风险。


电力电子转换器提高开关频率一直是研发索所追求的方向,因为相关组件(特别是磁性元件)可以更小,从而产生小型化优势并节省成本。然而,所有器件的开关损耗都与频率成正比。IGBT 由于“拖尾电流”以及较高的门极电容的充电/放电造成的功率损耗,IGBT 很少在 20KHz 以上运行。SiC MOSFET在更快的开关速度和更低的功率损耗方面提供了巨大的优势。IGBT 经过多年的高度改进,使得实现性能显着改进变得越来越具有挑战性。例如,很难降低总体功率损耗,因为在传统的 IGBT 设计中,降低传导损耗通常会导致开关损耗增加。


作为应对这一设计挑战的解决方案,SiC MOSFET 具有更强的抗热失控能力。碳化硅 的导热性更好,可以实现更好的设备级散热和稳定的工作温度。SiC MOSFET 更适合较温暖的环境条件空间,例如汽车和工业应用。此外,鉴于其导热性,SiC MOSFET 可以消除对额外冷却系统的需求,从而有可能减小总体系统尺寸并降低系统成本。


由于 SiC MOSFET 的工作开关频率比 Si IGBT 高得多,因此它们非常适合需要精确电机控制的应用。高开关频率在自动化制造中至关重要,高精度伺服电机用于工具臂控制、精密焊接和精确物体放置。此外,与 Si IGBT 电机驱动器系统相比,SiC MOSFET 的一个显着优势是它们能够嵌入电机组件中,电机控制器和逆变器嵌入与电机相同的外壳内。使用SiC MOSFET 作为变频器或者伺服驱动功率开关器件的另一个优点是,由于 MOSFET 的线性损耗与负载电流的关系,它可以在所有功率级别保持效率曲线“平坦”。SiC MOSFET变频伺服驱动器的栅极电阻的选择是为了首先避免使用外部输出滤波器,以保护电机免受高 dv/dt 的影响(只有电机电缆长度才会衰减 dv/dt)。 SiC MOSFET变频伺服驱动器相较于IGBT变频伺服驱动器在高开关频率下的巨大效率优越性.


尽管 SiC MOSFET 本身成本较高,但某些应用可能会看到整个电机驱动器系统的价格下降(通过减少布线、无源元件、热管理等),并且与 Si IGBT 系统相比总体上可能更便宜。这种成本节省可能需要在两个应用系统之间进行复杂的设计和成本研究分析,但可能会提高效率并节省成本。基于 SiC 的逆变器使电压高达 800 V 的电气系统能够显着延长电动汽车续航里程并将充电时间缩短一半。


碳化硅 (SiC) MOSFET功率半导体技术代表了电力电子领域的根本性变革。SiC MOSFET 的价格比 Si MOSFET 或 Si IGBT 贵。然而,在评估碳化硅 (SiC) MOSFET提供的整体电力电子系统价值时,需要考虑整个电力电子系统和节能潜力。需要仔细考虑以下电力电子系统节省: 第一降低无源元件成本,无源功率元件的成本在总体BOM成本中占主导地位。提高开关频率提供了一种减小这些器件的尺寸和成本的方法。 第二降低散热要求,使用碳化硅 (SiC) MOSFET可显着降低散热器温度高达 50%,从而缩小散热器尺寸和/或消除风扇,从而降低设备生命周期内的能源成本。 通常的诱惑是在计算价值主张时仅考虑系统的组件和制造成本。在考虑碳化硅 (SiC) MOSFET的在电力电子系统里的价值时,考虑节能非常重要。在电力电子设备的整个生命周期内节省能源成本是碳化硅 (SiC) MOSFET价值主张的一个重要部分。



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