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为什么碳化硅MOSFET会取代IGBT?
发布时间:2023-12-26        浏览次数:12        返回列表
为什么碳化硅MOSFET会取代IGBT?

碳化硅MOSFET和IGBT都是功率器件,但它们具有不同的特性。碳化硅MOSFET具有更高的开关速度、更低的导通电阻、更高的耐压和更高的结温,因此在高频、高压和高功率应用中具有优势。IGBT具有更高的可靠性和更高的抗短路能力,因此在一些特殊应用中仍具有优势。

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

从目前来看,碳化硅MOSFET在以下应用中已经开始取代IGBT:

电动汽车:碳化硅MOSFET可以显著提高电动汽车的效率和续航里程,因此在电动汽车的牵引逆变器中得到了广泛应用。
光伏发电:碳化硅MOSFET可以提高光伏发电系统的效率和功率密度,因此在光伏逆变器中得到了广泛应用。
轨道交通:碳化硅MOSFET可以提高轨道交通系统的效率和可靠性,因此在轨道交通的变流器中得到了广泛应用。
随着碳化硅MOSFET技术的不断发展和成本的不断降低,碳化硅MOSFET将在更多的应用中取代IGBT。

具体来说,碳化硅MOSFET在以下方面具有优势:

开关速度:碳化硅MOSFET的开关速度是IGBT的2-3倍,这意味着碳化硅MOSFET可以实现更高的开关频率,从而降低功率损耗。
导通电阻:碳化硅MOSFET的导通电阻是IGBT的1/3左右,这意味着碳化硅MOSFET可以降低功耗。
耐压:碳化硅MOSFET的耐压可以达到IGBT的2-3倍,这意味着碳化硅MOSFET可以应用于更高电压的场合。
结温:碳化硅MOSFET的结温可以达到IGBT的2倍以上,这意味着碳化硅MOSFET可以应用于更高温度的场合。
当然,碳化硅MOSFET也存在一些不足,例如:

成本:碳化硅MOSFET的成本目前仍高于IGBT。
可靠性:碳化硅MOSFET的可靠性与IGBT相比仍存在一定差距。
随着技术的不断发展和成本的不断降低,碳化硅MOSFET的优势将更加明显,取代IGBT的趋势将更加明显。

倾佳电子专业分销BASiC基本™碳化硅SiC功率MOSFET,BASiC基本™碳化硅MOSFET模块,BASiC基本™单管IGBT,BASiC基本™IGBT模块,BASiC基本™三电平IGBT模块,BASiC基本™I型三电平IGBT模块,BASiC基本™T型三电平IGBT模块,BASiC基本™混合SiC-IGBT单管,BASiC基本™混合SiC-IGBT模块,单通道隔离驱动芯片BTD5350,双通道隔离驱动芯片BTD21520,单通道隔离驱动芯片(带VCE保护)BTD3011,BASiC基本™混合SiC-IGBT三电平模块应用于光伏逆变器,双向AC-DC电源,户用光伏逆变器,户用光储一体机,储能变流器,储能PCS,双向LLC电源模块,储能PCS-Buck-Boost电路,光储一体机,PCS双向变流器,三相维也纳PFC电路,三电平LLC直流变换器,移相全桥拓扑等新能源领域。在光伏逆变器、光储一体机、储能变流器PCS、OBC车载充电器,热管理电动压缩机驱动器,射频电源,PET电力电子变压器,氢燃料空压机驱动,大功率工业电源,工商业储能变流器,变频器,变桨伺服驱动辅助电源,高频逆变焊机,高频伺服驱动,AI服务器电源,算力电源,数据中心电源,机房UPS等领域与客户战略合作,全力支持中国电力电子工业发展!

倾佳电子专业分销基本™隔离驱动IC产品主要有BTD21520xx是一款双通道隔离门极驱动芯片,输出拉灌峰值电流典型值4A/6A,绝缘电压高达5000Vrms@SOW14封装、3000Vrms@SOP16封装;抗干扰能力强,高达100V/ns;低传输延时至45ns;分别提供 3 种管脚配置:BTD21520M提供禁用管脚(DIS)和死区设置(DT),BTD21520S提供禁用管脚(DIS), BTD21520E 提供单一PWM输入;副边VDD欠压保护点两种可选:分别是5.7V和8.2V。主要规格有BTD21520MAWR,BTD21520MBWR,BTD21520SAWR,BTD21520SBWR,BTD21520EAWR,BTD21520EBWR,‍BTD21520MAPR,BTD21520MBPR,BTD21520SAPR,BTD21520SBPR,BTD21520EAPR,BTD21520EBPR,BTD5350xx是一款单通道隔离门极驱动IC,输出峰值电流典型值10A, 绝缘电压高达5000Vrms@SOW8封装,3000Vrms@SOP8封装;抗干扰能力强,高达100V/ns;传输延时低至60ns;分别提供 3 种管脚配置:BTD5350M 提供门极米勒钳位功能,BTD5350S 提供独立的开通和关断输出管脚,BTD5350E 对副边的正电源配置欠压保护功能;副边VCC欠压保护点两种可选:分别是8V和11V。主要规格有BTD5350MBPR,BTD5350MCPR,BTD5350MBWR,BTD5350MCWR,BTD5350SBPR,BTD5350SCPR,BTD5350SBWR‍,BTD5350SCWR,BTD5350EBPR,BTD5350ECPR,BTD5350EBWR,BTD5350ECWR,BTD3011R是一款单通道智能隔离门极驱动芯片,采用磁隔离技术;绝缘电压高达5000Vrms@SOW16封装;输出峰值电流典型值15A;管脚功能集成功率器件短路保护和短路保护后软关断功能,集成原副边电源欠压保护;集成副边电源稳压器功能,此稳压器可以根据副边电源输入电压,使驱动管脚自动分配正负压,适用在给电压等级1200V以内的IGBT或者碳化硅 MOSFET驱动。BTL2752x 系列是一款双通道、高速、低边门极驱动器,输出侧采用轨到轨方式;拉电流与灌电流能力可高达 5A,上升和下降时间低至 7ns 与 6ns;芯片的两个通道可并联使用,以增强驱动电流能力;信号输入脚最大可抗-5V的持续负压,支持4个标准逻辑选项:BTL27523带使能双路反相,BTL27523B不带使能双路反相 和 BTL27524带使能双路同相,BTL27524B不带使能双路同相。主要规格:BTL27523R,BTL27523BR,BTL27524R,BTL27524BR

倾佳电子专业分销基本™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,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BASiC基本™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BASiC基本™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

倾佳电子专业分销BASiC基本™碳化硅(SiC)MOSFET专用双通道隔离驱动芯片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

倾佳电子专业分销的BASiC基本™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。
BASiC基本™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BASiC基本™第二代SiC碳化硅MOSFET最关键的品质. 

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。
BASiC基本™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.

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。BASiC基本™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。

倾佳电子专业分销的基本™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

碳化硅MOSFET具有优秀的高频、高压、高温性能,是目前电力电子领域最受关注的宽禁带功率半导体器件。在电力电子系统中应用碳化硅MOSFET器件替代传统硅IGBT器件,可提高功率回路开关频率,提升系统效率及功率密度,降低系统综合成本。适用于高性能变换器电路与数字化先进控制、高效率 DC/DC 拓扑与控制,双向 AC/DC、电动汽车车载充电机(OBC)/双向OBC、车载电源、集成化 OBC ,双向 DC/DC、多端口 DC/DC 拓扑与控制,直流配网的电力电子变换器。SiC MOSFET越来越多地用于高压电源转换器,因为它们可以满足这些应用对尺寸、重量和/或效率的严格要求.

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