新的功率半导体企业美,联合半导体公司宣布将推出四款新的碳化硅场效应晶体管,其RDS(开)值可低至7,可提供前所未有的性能和高效率,适用于电动汽车逆变器、大功率DC/DC转换器、大电流电池充电器和固态断路器等大功率应用。在这四款新的UF3C SiC FET器件中,一款产品额定电压为650V,RDS(on)为7m,另外三款器件额定电压为1200V,RDS(on)分别为9和16m。所有设备都封装在一个通用的TO247包中。
新的碳化硅场效应晶体管集成了高性能的第三代碳化硅JFET和共源共栅优化硅场效应晶体管。这种电路结构可以在普通封装形式下产生快速有效的器件,但它仍然可以由与硅IGBT、硅金属氧化物半导体场效应晶体管和硅金属氧化物半导体场效应晶体管相同的栅极电压驱动。此外,为了优化高温运行性能,烧结银技术可以为TO247封装提供低热阻安装。
美商业联合碳化硅有限公司工程副总裁Anup Bhalla解释说:“真正重要的是,我们实现了业内最低的RDS(ON)产品。此外,这些器件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低下的器件,只需很少或不需要额外的设计工作。”
UF3SC065007K4S最大工作电压650V,漏极电流120A,RDS(ON)6.7m。UF3SC120009K4S最大工作电压1200V,漏电流高达120A,RDS(ON)8.6m。两者均采用四引脚开尔文封装,可实现更清洁的驱动特性。
对于低功耗设计,UnitedSiC可以提供两种型号产品,最大工作电压1200V,漏电流高达77A,RDS(ON)16m。UF3SC120016K3S采用三引脚封装,UF3SC120016K4S采用四引脚封装。
这些器件的低RDS(ON)特性使其在逆变器设计中实现99%以上的效率成为可能,高效率的实现得益于其出色的反向恢复性能和续流下的低传导压降模式。
在这些器件的帮助下,逆变器设计人员可以在不重新设计其基本电路架构的情况下,使现有设计在相同的开关速度下实现更高的功率,并且可以处理更高的电流而不会产生过度的电阻加热。
这些器件的低开关损耗使设计人员能够以更高的频率运行逆变器,以产生更清晰的输出电流波形。通过减少铁芯损耗,可以提高驱动电机的效率。如果逆变器被设计为具有滤波功能的输出,较高的工作频率将允许使用较小的滤波器。
这些器件也可以并联使用,以处理非常大的电流。根据严格的损耗计算,用6个UF3SC120009K4S SiC场效应管并联构成的200kW、8kHz逆变器的开关损耗和导通损耗之和,只有最先进的IGBT/二极管module构成的同类逆变器的三分之一左右。
UF3C系列SiC场效应管的低RDS(ON)可以实现超低导通损耗,这意味着该器件还可以在ev中用作固态断路器和电池断路开关。这些器件可以非常快速地关断非常大的电流,当用作断路器时,它们具有自限制特性,可以控制流经它们的峰值电流。该功能也可用于限制流入逆变器和电机的浪涌电流。
UF3SC65007K4S可以在电池电压较低的系统的充电电路中实现比IGBT效率高得多的系统。如果用碳化硅场效应管代替二次侧二极管,来构建同步整流器,可以大大降低损耗,从而减轻充电器的冷却负担。例如,当工作电流为100安,占空比为50%时,一个JBS 二极管的导通损耗接近100瓦,而UF3SC065007K4S作为同步整流器,其导通损耗仅为45瓦.