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基本半导体第二代SiC碳化硅MOSFET在OBC中的应用
发布时间:2023-08-26        浏览次数:206        返回列表

基本半导体第二代SiC碳化硅MOSFET在OBC中的应用


车载充电机(On-Board Charger,简称为OBC)的基本功能是:电网电压经由地面交流充电桩、交流充电口,连接至车载充电机,给车载动力电池进行慢速充电。

基本半导体第二代SiC碳化硅MOSFET功率器件具有高频高效的特点,在OBC上使用碳化硅功率器件对于提升OBC的效率和功率密度有较大帮助。

OBC车载充电机一般为两级电路,前级为PFC(Power Factor Correction)级,即功率因数校正环节,实现电网交流电压变为直流电压,且保证输入交流电流与输入交流电压同相位,根据实际设计功率需求的不同,可采用多级Boost电路并联进行扩容;后级为DC/DC级,实现PFC级输出直流电压变为所需充电电压,实现恒流/恒压充电功能,并保证交流高压侧与直流高压侧的电气绝缘,同样地,根据实际设计功率需求的不同,可采用多级DC/DC电路并联进行扩容。另外,比较常见的DC/DC级电路拓扑有移相全桥和LLC两种。双向OBC在先天上就可以实现比单向设计更高的效率。单向DC/DC模块采用 PFC 二极管,而单向 LLC 谐振转换器可通过二极管桥完成输出整流。单相双向 OBC 的典型框架 — 全桥整流器被低损耗基本半导体第二代SiC碳化硅MOSFET B2M040120R所取代,从而消除整流二极管正向压降造成的损耗。这反过来可以降低功耗,从而简化热管理要求。基本半导体第二代SiC碳化硅MOSFET B2M040120R器件的综合性能可减少所需元件的数量,从而降低电路元件成本以满足支持各种功率器件功能的要求。


LLC,移相全桥等应用实现ZVS主要和Coss、关断速度和体二极管压降等参数有关。Coss决定所需谐振电感储能的大小,值越大越难实现ZVS;更快的关断速度可以减少对储能电感能量的消耗,影响体二极管的续流维持时间或者开关两端电压能达到的最低值;因为续流期间的主要损耗为体二极管的导通损耗.在这些参数方面,B2M第二代碳化硅MOSFET跟竞品比,B2M第二代碳化硅MOSFET的Coss更小,需要的死区时间初始电流小;B2M第二代碳化硅MOSFET抗侧向电流触发寄生BJT的能力会强一些。B2M第二代碳化硅MOSFET体二极管的Vf和trr 比竞品有较多优势,能减少LLC里面Q2的硬关断的风险。综合来看,比起竞品,LLC,移相全桥应用中B2M第二代碳化硅MOSFET表现会更好.

 

碳化硅MOSFET具有优秀的高频、高压、高温性能,是目前电力电子领域最受关注的宽禁带功率半导体器件。在电力电子系统中应用碳化硅MOSFET器件替代传统硅IGBT器件,可提高功率回路开关频率,提升系统效率及功率密度,降低系统综合成本。


基本半导体第二代碳化硅MOSFET系列新品基于6英寸晶圆平台进行开发,比上一代产品在比导通电阻、开关损耗以及可靠性等方面表现更为出色。在原有TO-247-3、TO-247-4封装的产品基础上,基本半导体还推出了带有辅助源极的TO-247-4-PLUS、TO-263-7及SOT-227封装的碳化硅MOSFET器件,以更好地满足客户需求。


基本半导体第二代碳化硅MOSFET亮点

更低比导通电阻:第二代碳化硅MOSFET通过综合优化芯片设计方案,比导通电阻降低约40%,产品性能显著提升。


更低器件开关损耗:第二代碳化硅MOSFET器件Qg降低了约60%,开关损耗降低了约30%。反向传输电容Crss降低,提高器件的抗干扰能力,降低器件在串扰行为下误导通的风险。


更高可靠性:第二代碳化硅MOSFET通过更高标准的HTGB、HTRB和H3TRB可靠性考核,产品可靠性表现出色。


更高工作结温:第二代碳化硅MOSFET工作结温达到175°C,提高器件高温工作能力。