
今年4月,日立功率半導(dǎo)體公司提出,2030年碳化硅營(yíng)收要增長(zhǎng)30倍,并且趕上羅姆、科銳等公司(.點(diǎn)這里.)。
日立的絕招是他們號(hào)稱全球最節(jié)能的溝槽型SiC MOSFET,功耗可以降低50%。最近,他們又開(kāi)發(fā)一款全碳化硅模塊,功耗可降低30%。
據(jù)外媒報(bào)道,12月21日,日立功率半導(dǎo)體宣布,已經(jīng)開(kāi)發(fā)出耐壓為1.7 KV 的全碳化硅模塊,適用于鐵路車輛和可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。
這款產(chǎn)品有三個(gè)特點(diǎn):
▲?該模塊內(nèi)部沒(méi)有SiC SBD,采用輔助柵極電阻將開(kāi)關(guān)損耗降低約30%;
▲?在逆變器中,溫升降低7℃,電流增加12%;
▲?采用燒結(jié)銅工藝,可靠性更高。
通常,全SiC模塊是由SiC SBD和SiC MOSFET組成。但據(jù)日立功率器件介紹,他們的全SiC模塊產(chǎn)品不包含SiC SBD,只采用了SiC MOSFET,電感低至10nH。
在日立SiC模塊內(nèi)部,使用獨(dú)特設(shè)計(jì)的柵極電阻來(lái)抑制電路振蕩,并保持低噪聲,減少轉(zhuǎn)換過(guò)程中的損耗。

模塊內(nèi)部等效電路圖:Rg,sub是抑制振蕩的輔助柵極電阻
據(jù)介紹,他們將輔助柵極電阻與 MOSFET 的柵極串聯(lián),以抑制開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的電路振蕩。結(jié)果,與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比,日立成功地將開(kāi)關(guān)損耗降低了約30%。
這是因?yàn)樾略O(shè)計(jì)的柵極電阻具有很好的特性——即使在高溫下,電阻也不易增加,而且能夠提高開(kāi)關(guān)速度(尤其是在高溫下),所以它有助于減少開(kāi)關(guān)損耗。

輔助柵極電阻降低開(kāi)關(guān)損耗的效果
據(jù)了解,該SiC 模塊在變頻器中應(yīng)用的模擬結(jié)果顯示,
1) 與日立以往產(chǎn)品相比,該模塊以1.5kHz的載波頻率工作時(shí)的溫升降低了約7°C。
2) 與傳統(tǒng)方法相比,4 kHz載波頻率下的允許相電流增加了約12%。
此外,該模塊的芯片連接使用了日立自己的燒結(jié)銅工藝,因此比焊料更耐用。
日立功率器件表示,碳化硅芯片的正下方是熱應(yīng)力最強(qiáng)的地方。通過(guò)在這部分采用燒結(jié)銅,增加了接頭的強(qiáng)度,也提高了模塊的耐用性。

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據(jù)介紹,該SiC 模塊提供三種額定電流:900A、1350A 和 1800A,樣品將從明年1月開(kāi)始依次提供。
