罗姆开发出额定1200V 400A、600A的全SiC功率模块,强大阵容“电力十足”!

罗姆全SiC功率模块的产品阵容更强大!支持1200V 400A、600A,有助于大功率应用的高效化与小型化

近期,罗姆面向工业设备用的电源、太阳能发电功率调节器及UPS等的逆变器、转换器,开发出额定1200V 400A、600A的全SiC功率模块“BSM400D12P3G002”、“BSM600D12P3G001”。

熟悉罗姆的小伙伴对于它独有的模块内部结构及散热设计优化不会陌生,本次的产品正是借这股东风,实现了600A额定电流。

于是,在工业设备用大容量电源等更大功率产品中的应用成为可能。

更节能:与普通的同等额定电流的IGBT模块相比,开关损耗降低了64%(芯片温度150℃时),这非常有助于应用的进一步节能。

更小型:由于可高频驱动,还有利于外围元器件和冷却系统等的小型化。例如,根据冷却机构中的损耗仿真进行计算,与同等额定电流的IGBT模块相比,使用SiC模块可使水冷散热器的体积减少88%※。
※1200V 600A产品、PWM逆变器驱动、开关频率20kHz、导热硅脂厚度40μm以下、散热器规格采用市场上可获得信息的产品、其他温度条件等相同时。

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<应运而生,继续前进>

近年来,SiC因其优异的节能效果而在汽车和工业设备等领域的应用日益广泛,并且市场对更大电流SiC产品的需求越来越旺盛。为了最大限度地发挥SiC产品的优势--高速开关性能,尤其是功率模块这类额定电流较大的产品,需要开发可抑制开关时浪涌电压影响的新封装。

2012年3月,罗姆于世界首家开始量产内置的功率半导体元件全部由碳化硅组成的全SiC功率模块。其后,相继开发出直到1200V、300A额定电流的系列产品,在众多领域中被广为采用。在IGBT模块市场,罗姆拥有覆盖主要额定电流范围100A到600A的全SiC模块产品阵容,预计未来的需求更不可限量。

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<产品特点>

1. 开关损耗大幅降低,有助于设备节能

搭载罗姆生产的SiC-SBD和SiC-MOSFET的全SiC功率模块,与普通的同等额定电流的IGBT模块相比,开关损耗降低64%(芯片温度150℃时)。因此,可降低应用的功率转换损耗,实现进一步节能。

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2.高频驱动,有利于外围元器件的小型化

PWM逆变器驱动时的损耗仿真中,与同等额定电流的IGBT模块相比,相同开关频率的损耗5kHz驱动时降低30%、20kHz驱动时降低55%,综合损耗显著减少。20kHz驱动时,所需散热器尺寸可减少88%。

不仅如此,由于可高频驱动,还有助于外围无源器件的小型化。

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1. 封装内部电感显著降低

随着功率模块产品的额定电流越来越大,开关工作时的浪涌电压变大,因此需要降低封装内部的电感。此次的新产品通过优化内置的SiC元器件配置、内部版图及引脚结构等,内部电感比以往产品低约23%。同时,开发了相同损耗时的浪涌电压比以往封装低27%的G型新封装,从而成功实现额定电流400A、600A的产品。而且,在同等浪涌电压驱动条件下,采用新封装可降低24%的开关损耗。

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2. 封装的散热性能显著提升

要实现额定600A的大电流,不仅需要降低内部电感,还需要优异的散热性能。新产品提高了对模块的散热性影响显著的底板部分的平坦性,从而使底板和客户安装的冷却机构间的热阻减少57%。

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另外,与之前的SiC模块产品一样,此次也推出了用来评估的驱动用栅极驱动器板,帮助客户轻松进行产品评估。

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<术语解说>

・电感
表示使流动的电流发生变化时因电磁感应产生的电动势的大小的量。

・浪涌电压
在电流平稳流动的电路中瞬间急剧变动的电压。本文中具体是指关断MOSFET的开关时产生的电压。

・IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)
绝缘栅双极晶体管。在栅极装有MOSFET的双极晶体管。

・MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)
金属-氧化物-半导体场效应晶体管。是FET中最被普遍使用的结构。作为开关元件使用。

・SBD(Schottky Barrier Diode)
通过使金属和半导体接触从而形成肖特基结,利用其可获得整流性(二极管特性)的二极管。具有“无少数载流子存储效应、高速性能卓越”的特点。

本文转载自 罗姆半导体集团

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