BSM600D12P3G001 采用全新封装,其独特的内部结构和优化的散热设计使其额定电流高达 600A,适用于工业设备等大型电源等高功率应用。此外,与同等额定电流的 IGBT 模块相比,其开关损耗降低了 64%(芯片温度为 150°C),从而显著节省能源。外围元件尺寸的缩小和高工作频率进一步增强了高频下开关损耗降低的优势,有助于散热系统和其他系统的微型化。例如,基于冷却系统损耗模拟的初步计算,采用 SiC 模块可将水冷散热器的尺寸比同等 IGBT 模块缩小高达 88%*。.
近年来,由于碳化硅(SiC)具有卓越的节能性能,且市场对能够处理更高电流的产品需求旺盛,因此其在汽车和工业等众多领域的应用日益广泛。然而,为了最大限度地发挥SiC的高速开关特性
——尤其是在功率模块等高电流产品中——需要一种新的封装方式来消除开关过程中的瞬态过电压。
2012年3月,ROHM成为全球首家通过集成完全由碳化硅构成的功率半导体,实现全碳化硅功率模块量产的公司。此后,我们开发了高达1200V/300A的高功率产品,并已应用于多个领域。这些新型模块采用全新设计的封装,将我们的碳化硅模块产品线扩展至100A至600A的重要电流范围,从而满足IGBT市场日益增长的需求。.
*产品规格为1200V/600A,PWM逆变器控制,20kHz开关频率,导热硅脂厚度小于40μm,散热器规格参考市售产品,其他温度条件等均相同。.
主要特性
1. 降低开关损耗,提高能源效率。
采用全碳化硅 (SiC) 制造并配备 ROHM 肖特基二极管和 SiC MOSFET 的电源模块,与相同电流的 IGBT 相比,开关损耗降低了 64%(芯片温度为 150°C)。这最大限度地减少了应用中的功率转换损耗,从而有助于节能。
2. 高频控制可减小外围元件的尺寸。
采用 PWM 逆变器控制进行的损耗仿真结果表明,与同等 IGBT 模块相比,5kHz 时损耗降低了 30%,20kHz 时总损耗更是大幅降低了 55%。在 20kHz 时,散热器尺寸最多可减少 88%。高频控制还允许使用更小的无源元件。
实现更高电流的技术挑战
1. 降低封装电感
电源模块的更高电流也会增加开关过程中的瞬态过电压,因此必须尽可能降低封装电感。然而,通过优化SiC器件的内部布局、端子配置和连接布线,ROHM能够将内部电感降低23%(与传统产品相比)。ROHM的新型G型封装在相同损耗水平下,与标准封装相比,可将瞬态过电压降低27%,从而能够开发400A和600A的模块。此外,在相同的瞬态过电压控制条件下,这种新型封装还将开关损耗降低了24%。
2. 封装内部散热性能提升:
为了达到 600A 的额定电流,不仅需要降低内部电感,还需要降低发热量。得益于底板平整度的提升(显著提高了模块的散热效率),ROHM 成功将散热机构与客户主板之间的热阻降低了 57%。除了
SiC 模块外,ROHM 还提供栅极驱动板,方便用户快速轻松地进行评估。
SiC电源模块系列
术语
• 电感:电流变化时,电磁感应产生的电动势的大小。
• 瞬态过电压:电路中电流稳定流动时,瞬间发生的电压波动。此处特指 MOSFET 关断时产生的电压。
• IGBT(绝缘栅双极型晶体管):栅极集成 MOSFET 的双极型晶体管。
• MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管):FET 中最常用的结构,通常用作开关元件。
• 肖特基二极管:一种二极管,利用金属-半导体结形成的肖特基势垒提供整流特性。由于不存在少数载流子,因此速度更快。
ROHM 宣布开发出完全由 SiC 制成的 1200V 400A/600A 电源模块 [BSM400D12P3G002/ BSM600D12P3G001],并针对太阳能电源调节器、UPS 和工业设备电源中的逆变器和转换器进行了优化。.
