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UnitedSiC发布首批RDS(on)低于10mΩ的碳化硅FET, 具有更高效率和更低损耗
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UnitedSiC发布首批RDS(on)低于10mΩ的碳化硅FET, 具有更高效率和更低损耗

2019-12-10 09:32:38 来源:半导体器件应用网

【大比特导读】2019年12月9日,美国新泽西州普林斯顿 -- 新型功率半导体企业美商联合碳化硅股份有限公司(UnitedSiC)宣布将推出四种新型SiC FET,其RDS(ON)值可低至7mΩ,并可提供前所未有的性能和高效率,适用于电动汽车(EV)逆变器、高功率DC/DC转换器、大电流电池充电器和固态断路器等高功率应用。

2019年12月9日,美国新泽西州普林斯顿 -- 新型功率半导体企业美商联合碳化硅股份有限公司(UnitedSiC)宣布将推出四种新型SiC FET,其RDS(ON)值可低至7mΩ,并可提供前所未有的性能和高效率,适用于电动汽车(EV)逆变器、高功率DC/DC转换器、大电流电池充电器和固态断路器等高功率应用。在这四款全新UF3C SiC FET器件中,一款产品额定电压值为650V,RDS(on)为7 mΩ,另外三款电压额定值为1200V,RDS(on)分别为9和16 mΩ。所有器件都采用通用型TO247封装。

这些新型SiC FET整合高性能第三代SiC JFET和共源共栅(cascode)优化的Si MOSFET,这种电路配置能够以常见的封装形式创建一种快速、高效的器件,但仍然可以用与Si IGBT、Si MOSFET和SiC MOSFET相同的栅极电压驱动。此外,为了优化高温运行性能,烧结银(sintered-silver)技术能够为TO247封装提供低热阻安装。

美商联合碳化硅股份有限公司工程副总裁Anup Bhalla解释说:“真正重要的是,我们实现了同类产品中业界最低的RDS(ON)。除此之外,这些器件所具备的标准驱动特性和通用封装意味着它们可以在各种应用中直接替代那些效率较低的器件,而只需极少或根本不需要额外的设计工作。”

UF3SC065007K4S的最大工作电压为650V,漏极电流高达120A,RDS(ON)为6.7mΩ。UF3SC120009K4S的最大工作电压为1200V,漏极电流高达120A,RDS(ON)为8.6mΩ。两者均采用四引脚开尔文(Kelvin)封装,可实现更清洁的驱动特性。

对于低功率设计,UnitedSiC可提供两款产品,最大工作电压为1200V,漏极电流高达77A,RDS(ON)为16mΩ。UF3SC120016K3S采用三引脚封装,而UF3SC120016K4S则采用四引脚封装。

这些器件的低RDS(ON)特性使得在逆变器设计中可以实现超过99%的效率,高效率的实现得益于其出色的反向恢复性能以及在续流(freewheeling)模式下的低导通压降。

借助于这些器件,逆变器设计人员能够使现有设计在相同的开关速度下达到更高功率,而无需重新设计其基本电路架构,可以处理较高的电流,但不会产生过多的电阻发热。

这些器件的低开关损耗可以使设计人员在更高频率下运行逆变器,以产生更清晰的输出电流波形。通过减少磁芯损耗,可以提高所驱动电机的效率。如果将逆变器设计为具有滤波功能的输出,较高的运行频率将允许使用较小的滤波器。

这些器件还能够很好地并联使用,以处理非常大的电流。经过严格的损耗计算表明,使用六个UF3SC120009K4S SiC FET并联构建的200kW,8kHz逆变器,其开关损耗和传导损耗的总和只有采用最先进IGBT/二极管模块构建的同类逆变器的约三分之一。

UF3C系列SiC FET的低RDS(ON)可实现超低传导损耗,这意味着该器件还可以用作EV中的固态断路器和电池断开开关,这些器件可以非常快地关闭非常大的电流,并且在用作断路器时,具有自我限制特性,可控制流经的峰值电流。该特性还可用于限制流入逆变器和电机的浪涌电流。

对于较低电池电压的系统,UF3SC65007K4S能够在充电电路中实现比IGBT效率高很多的系统。如果使用SiC FET来构建同步整流器来代替次级侧二极管,则可以大幅度降低损耗,从而减轻充电器的冷却负担。例如,在工作电流为100A,占空比为50%的情况下,一个JBS二极管的传导损耗将近100W,而UF3SC065007K4S用作同步整流器,其传导损耗仅为45W

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