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全SiC MOSFET模块让工业设备更小、更高效

发布时间:2022-12-02 来源:Toshiba 责任编辑:wenwei

【导读】SiC MOSFET模块是采用新型材料碳化硅(SiC)的功率半导体器件,在高速开关性能和高温环境中,优于目前主流应用的硅(Si)IGBT和MOSFET器件。在需要更高额定电压和更大电流容量的工业设备应用中,SiC MOSFET模块可以满足包括轨道车用逆变器、转换器和光伏逆变器在内的应用需求,实现系统的低损耗和小型化。


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东芝推出并已量产的1200V和1700V碳化硅MOSFET模块MG600Q2YMS3和MG400V2YMS3就是这样的产品,其最大亮点是全SiC MOSFET模块,不同于只用SiC SBD(肖特基二极管)替换Si FRD(快速恢复二极管)的SiC混合模块,这两款产品完全由SiC二极管和SiC MOSFET构成。全SiC功率模块不仅具有高速开关特性,同时可大幅降低损耗,是更小、更高效的工业设备的理想选择。


模块的功能特性分析


东芝的两款SiC MOSFET模块中,MG600Q2YMS3的额定电压为1200V,额定漏极电流为600A;另一款MG400V2YMS3的额定电压为1700V,额定漏极电流为400A。这两款器件扩充了东芝现有产品线,加上东芝以前发布的3300V双通道SiC MOSFET模块MG800FXF2YMS3,全系列将覆盖了1200V、1700V和3300V应用。


两款SiC MOSFET模块与Si IGBT模块安装方式兼容,损耗却低于Si IGBT模块,还内置了NTC热敏电阻,用作温度传感器,以便精确测量模块内部芯片的温度。


从MG400V2YMS3和MG600Q2YMS3的功能特性来看,两款产品是同类型的大功率碳化硅N沟道MOSFET模块,均具备低损耗和高速开关能力,只是在漏源极电压(VDSS)和漏极电流(ID)方面做了差分,以满足不同客户的应用需要,至于其他方面的差异并不是很大。


模块的主要特性


MG400V2YMS3和MG600Q2YMS3全SiC MOSFET模块的相同特性如下:


●   低杂散电感,低热阻, Tch最大值=150℃

●   增强型MOS

●   电极与外壳隔离


两款模块的其他主要特性如下:(滑动查看更多)


MG400V2YMS3


1. VDSS=1200V

2. VDS(on)sense=0.8V(典型值)@ID=400A,Tch=25℃

3. Eon=28mJ(典型值),Eoff=27mJ(典型值)@VDS=900V,ID=400A,Tch=150℃


MG600Q2YMS3


1. VDSS=1200V

2. VDS(on)sense=0.8V(典型值)@ID=400A,Tch=25℃

3. Eon=28mJ(典型值),Eoff=27mJ(典型值)@VDS=900V,ID=400A,Tch=150℃


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以下是MG400V2YMS3和MG600Q2YMS3的主要规格:(除非另有规定,@Tc=25℃)


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SiC MOSFET模块的优势


与IGBT模块相比,SiC MOSFET模块的低损耗特性可以降低包括开关损耗和导通损耗在内的总损耗。高速开关和低损耗操作还有助于减小滤波器、变压器和散热器的尺寸,实现紧凑、轻便的系统设计。此外,SiC MOSFET模块的高耐热性和低电感封装,以及宽栅极-源极电压和高栅极阈值电压,可以实现更高的系统可靠性。


产品应用方向


环境和能源问题是一个亟待解决的全球性问题。随着电力需求持续升高,对节能的呼声越来越高,对高效、紧凑型电力转换系统的需求也在迅速增加。全新碳化硅材料的功率MOSFET具有耐高压、高速开关、低导通电阻等方面的优势,除大幅降低功率损耗外,还可以缩小产品尺寸。


东芝MG400V2YMS3和MG600Q2YMS3适用于大功率应用领域,包括大功率开关电源、电机控制器,包括轨道牵引应用。其具体应用涵盖轨道车辆用逆变器和变流器、可再生能源发电系统、电机控制设备和高频DC-DC转换器。目前东芝的两款模块均已大量投放市场,并在各种应用中发挥节能减排的作用。


来源:Toshiba



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