导言:由电装与丰田汽车及丰田中央研究所的共同研发,采用SiC功率元件制成的逆变器,其输出功率密度高达60kW/L。该试制品通过将功率半导体材料由原来的Si改为SiC,同时功率元件内部通过采用自主开发的构造实现了低电阻化,从而降低了电力损耗。
输出功率密度高达60kW/L的逆变器,该逆变器的体积为0.5L,输出功率为30kW时,输出功率密度为60kW/L,此时功率元件的温度为180℃左右。 而且,还通过改进逆变器模块内的布线,降低了模块整体的电阻,从而使发热量比原产品减少了68%。
这款逆变器还还降低了电能损失,与利用Si制IGBT的逆变器相比,电力损失可降低68%(30Arms时)。
该逆变器由配备SiC制功率元件的模块,以及用于驱动该功率元件的控制电路、冷却风扇以及电容器等构成。
逆变器模块中,晶体管采用沟道型SiC制MOSFET,二极管采用沟道型SiC制MOSFE内的体二极管。这样做是为了使模块小型化。SiC制MOSFET的耐压为1200V,导通电阻为30mΩ。芯片尺寸约为5mm见方。
逆变器模块内封装有供三个相位用的高侧和低侧用SiC制MOSFET。每一个相位的高侧和低侧各并联使用3枚SiC制MOSFET芯片,整个逆变器模块共有18枚芯片。
MOSFET约为5mm见方,每枚芯片“可流过100A的电流,但此次采用了3枚芯片共流过70A左右电流的设计”。也就是说,每枚芯片流过23A左右的电流。
另外,逆变器模块的寄生电感也得以降低。
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