碳化硅（SiC）器件在電力電子領域中因其高效、高溫和高頻特性而被廣泛應用。尤其在電動汽車、光伏逆變器、高壓電源、工業電機驅動等對功率密度、轉換效率以及工作環境有較高要求的應用場景中，碳化硅器件展現出了優越的性能。為更充分地發揮碳化硅器件的優勢，釋放碳化硅在高功率應用中的潛力，如何處理好短路問題成為了行業關注的重點。

日前，博世汽車電子高級現場應用工程師趙瑞，在行家說“新型功率半導體與新能源應用高峰論壇”上發表了“車規級SiC產品特點及短路保護”的主題演講。趙瑞重點介紹了博世半導體的功率器件產品，及其逆變器在短路工況下的應用。

SiC因其自身材料特性，短路時間較短，如何更好地保護SiC模塊成為了工程師的一大難題。博世量產的逆變器圍繞這一問題給出了解決方案：

趙瑞指出，博世電控通過使用博世PM6模塊（內置博世SiC一代芯片）加博世EG120驅動這一套“組合拳”的形式，實現了系統上短路時間小于1.3us。

需要明確的是，tscwt短路時間是基于AQG324標準定義的。短路時間選取的基本原則遵循：在保證不發生誤觸發的前提下，短路時間越短越好。

具體可以拆分成以下幾個時間：

1ton開通時間，建議選取正常開通過程中最慢的瞬間，博世選取430ns

2tblank空白時間，包含開通時間，設計冗余和比較器延時時間，博世選取430+332=762ns

3tdelay延時時間，指驅動器傳播延時時間，與驅動器自身參數相關，博世驅動器125ns

4toff 關斷時間，博世選取350ns

因此，tscwt≈762ns+125ns+350ns<1.3us。

通過在系統上盡可能減少短路時間，能夠更好地保護SiC芯片，減少芯片熱量積累，降低損壞風險，讓功率系統具有更高的可靠性和安全性。

趙瑞還介紹道，博世針對SiC的產品線豐富，不僅提供SiC裸片，還提供SiC單管和SiC模塊。博世的SiC裸片產品包含1200V與750V兩種規格，單管和模塊能夠根據整車廠、一級系統商對于芯片布局、電氣性能和工藝方面的需求進行靈活定制。

對比第一代產品，博世第二代SiC裸片實現了以下改進：

1大幅降低了高溫Rds(on)以及Rds(on)和溫度耦合系數=>提高模塊的出流能力

2降低了米勒電容=>減少串擾開通的風險

3改善了二極管開關特性=>MOSFET可以實現更快的開通

4芯片內置5.5Ω Rgint=>更易于多芯片并聯及實現模塊降本

5更大的門級Pad尺寸=>易于門級打線

博世是碳化硅領域的先驅，也是全球為數不多的生產和銷售自有碳化硅功率半導體的汽車零部件供應商之一，具備從碳化硅研發、生產到檢測的全流程。憑借豐富的研究經驗，博世將助力客戶實現更強大可靠的汽車功率系統。