基本半導體推出1200V工業級碳化硅MOSFET半橋模塊Pcore2 ED3系列,采用新一代碳化硅芯片技術,結合高性能Si3N4AMB基板與銅基板封裝,在提升功率密度的同時顯著增強產品可靠性。

針對光伏、儲能及工業電機驅動等應用,該模塊具備低導通電阻與低開關損耗特性,支持更高開關頻率。通過與同電壓等級IGBT模塊的仿真對比可見,ED3系列模塊在效率與散熱表現上優勢明顯,有助于系統實現更高功率密度與更低散熱成本。此外,基本半導體可提供與該模塊配套的即插即用驅動板整體解決方案,助力客戶實現快速集成與高效開發。
產品拓撲

產品特點
基本半導體第三代碳化硅MOSFET芯片技術,性能更優
低導通電阻,高溫下RDS(on)表現優異
低開關損耗,提高開關頻率,功率密度提升
高性能Si3N4AMB和高溫焊料引入,提高產品可靠性
高可靠性和高功率密度
銅基板散熱
應用領域
儲能系統
固態變壓器SST
光伏逆變器
牽引輔助變流器
電機驅動
產品列表

一、產品性能實測數據(BMF540R12MZA3)
1. 靜態參數測試

2. 動態參數測試
2.1 參數平臺

2.2 動態測試參數對比

開關波形 (ID=270A)

開關波形 (ID=540A)

二、SiC MOSFET模塊與IGBT模塊對比

兩類模塊在兩電平逆變應用中的對比
使用PLECS軟件建模。
紅框為溫度和損耗監控MOSFET和IGBT的位置,其余開關位置結果完全相同,不作展示。

仿真的工況及條件
仿真80℃散熱器溫度下,三款模塊在此應用工況中的損耗、結溫和整機效率。
應用為電機驅動或并網逆變器。

仿真任務—固定出力仿結溫
仿真80℃散熱器溫度下,母線電壓800V、輸出相電流400Arms應用工況下的損耗、結溫和整機效率。

輸出有功功率=400A*350V*3*cosφ=378kW
效率(%)=輸出有功功率/(輸出有功功率+器件總損耗功率)=378kW/(378+0.38641*6)kW=99.38%
SiC MOSFET與IGBT兩者效率差意味著什么?
100%-99.38%=0.62%
100%-98.79%=1.21%
兩者發出的熱量相差一倍,散熱系統能節省很多成本和體積,使用SiC MOSFET更節能。
8kHz 400Arms T1工況仿真結果——波形
BMF540R12MZA3(1200V 540A)

F*** (1200V 800A)

I*** (1200V 900A)

三、SiC MOSFET與IGBT在buck拓撲應用中的仿真數據
SiC MOSFET模塊與IGBT模塊在buck拓撲中的應用對比
使用PLECS軟件建模。
紅框為溫度和損耗監控MOSFET和IGBT的位置,其余開關位置結果完全相同,不作展示。

仿真的工況及條件
仿真80℃散熱器溫度下,三款模塊分別在此應用工況中的損耗、結溫和整機效率。
應用為Buck拓撲,電壓從800V降到300V。

仿真任務1--固定出力仿結溫
仿真80℃散熱器溫度下,輸入電壓800V、輸出電流350A應用工況下的損耗、結溫和整機效率。

輸出功率=350A*300V=105kW
效率(%)=輸出功率/(輸出功率+器件總損耗功率)=105kW/(105+0.43145)kW=99.58%
2.5kHz T1仿真結果--波形
BMF540R12MZA3 (1200V 540A)

F*** (1200V 800A)

I*** (1200V 900A)

仿真任務2--固定出力仿結溫
80℃散熱器溫度與約束結溫Tj≤175℃情況下,仿真計算模塊的輸出電流。

仿真任務3--開關頻率和輸出電流的關系
仿真Buck拓撲,輸入電壓800V,輸出電壓300V,80℃散熱器溫度,在限制結溫Tj≤175℃情況下(上管或下管;MOSFET,IGBT或二極管)三款模塊開關頻率和輸出電流的關系。

四、ED3模塊與驅動板整體解決方案
ED3 SiC MOSFET驅動板即插即用解決方案1

ED3 SiC MOSFET驅動板即插即用解決方案2

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關于基本半導體
深圳基本半導體股份有限公司是中國第三代半導體創新企業,專業從事碳化硅功率器件的研發與產業化。公司總部位于深圳,在北京、上海、無錫、香港以及日本名古屋設有研發中心和制造基地。公司擁有一支國際化的研發團隊,核心團隊由來自清華大學、中國科學院、英國劍橋大學等國內外知名高校及研究機構的博士組成。
基本半導體掌握碳化硅核心技術,研發覆蓋碳化硅功率半導體的芯片設計、晶圓制造、封裝測試、驅動應用等產業鏈關鍵環節,核心產品包括碳化硅二極管和MOSFET芯片、汽車級及工業級碳化硅功率模塊、功率器件驅動芯片等,性能達到國際先進水平,服務于電動汽車、風光儲能、軌道交通、工業控制、智能電網等領域的全球數百家客戶。
基本半導體是國家級專精特新“小巨人”企業,承擔了國家工信部、科技部及廣東省、深圳市的眾多研發及產業化項目,與深圳清華大學研究院共建第三代半導體材料與器件研發中心,是國家5G中高頻器件創新中心股東單位之一,獲批中國科協產學研融合技術創新服務體系第三代半導體協同創新中心、廣東省第三代半導體碳化硅功率器件工程技術研究中心。
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原文標題:新品推介丨工業級碳化硅MOSFET功率模塊Pcore?2 ED3系列
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基本半導體1200V工業級碳化硅MOSFET半橋模塊Pcore2 ED3系列介紹
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