今年4月,日立功率半导体公司提出,2030年碳化硅营收要增长30倍,并且赶上罗姆、科锐等公司(.点这里.)。
日立的绝招是他们号称全球最节能的沟槽型SiC MOSFET,功耗可以降低50%。最近,他们又开发一款全碳化硅模块,功耗可降低30%。
据外媒报道,12月21日,日立功率半导体宣布,已经开发出耐压为1.7 KV 的全碳化硅模块,适用于铁路车辆和可再生能源发电系统。
这款产品有三个特点:
▲ 该模块内部没有SiC SBD,采用辅助栅极电阻将开关损耗降低约30%;
▲ 在逆变器中,温升降低7℃,电流增加12%;
▲ 采用烧结铜工艺,可靠性更高。
通常,全SiC模块是由SiC SBD和SiC MOSFET组成。但据日立功率器件介绍,他们的全SiC模块产品不包含SiC SBD,只采用了SiC MOSFET,电感低至10nH。
在日立SiC模块内部,使用独特设计的栅极电阻来抑制电路振荡,并保持低噪声,减少转换过程中的损耗。
模块内部等效电路图:Rg,sub是抑制振荡的辅助栅极电阻
据介绍,他们将辅助栅极电阻与 MOSFET 的栅极串联,以抑制开关过程中产生的电路振荡。结果,与传统产品相比,日立成功地将开关损耗降低了约30%。
这是因为新设计的栅极电阻具有很好的特性——即使在高温下,电阻也不易增加,而且能够提高开关速度(尤其是在高温下),所以它有助于减少开关损耗。
辅助栅极电阻降低开关损耗的效果
据了解,该SiC 模块在变频器中应用的模拟结果显示,
1) 与日立以往产品相比,该模块以1.5kHz的载波频率工作时的温升降低了约7°C。
2) 与传统方法相比,4 kHz载波频率下的允许相电流增加了约12%。
此外,该模块的芯片连接使用了日立自己的烧结铜工艺,因此比焊料更耐用。
日立功率器件表示,碳化硅芯片的正下方是热应力最强的地方。通过在这部分采用烧结铜,增加了接头的强度,也提高了模块的耐用性。
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据介绍,该SiC 模块提供三种额定电流:900A、1350A 和 1800A,样品将从明年1月开始依次提供。