為何基本碳化硅MOSFET在充電樁電源單級拓撲實測效率高于進口器件

為何基本碳化硅MOSFET在充電樁電源單級拓撲實測效率高于進口器件


單級變換模塊效率對比實測 --B2M040120Z, 實測成績截圖 (客戶提供)

某充電樁電源模塊客戶采用單級變換的拓撲(矩陣變換器)，實測B2M040120Z與某進口品牌40mR同封裝產(chǎn)品，對比效率

B2M040120Z的效率表現(xiàn)比該進口品牌出色

原因是B2M040120Z的Eoff優(yōu)于對手，在軟開關(guān)拓撲中，Eon被軟掉了，Eoff優(yōu)勢就表現(xiàn)出來了。


單級變換模塊效率對比實測--某40mR進口品牌 實測成績截圖 (客戶提供)

測試結(jié)果由客戶提供，當事人為了確認結(jié)果可信，反復確認各種設置，于兩個時間點重復同一測試，確認測試結(jié)果一致。


充電樁電源模塊單級電源拓撲設計，實現(xiàn)了超高的轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定的功率輸出。采用了單級功率因數(shù)校正技術(shù)和單級AC-DC整流技術(shù)，進一步提升了充電樁電源模塊
的性能。

國產(chǎn)基半碳化硅MOSFET及模塊還適用于傳統(tǒng)兩級變換的充電樁電源模塊，請看相關(guān)解決方案：


某知名客戶的40kW充電樁電源模塊進行測試， 原機使用的器件為C3M0040120K。國產(chǎn)B2M040120Z裝入該機型上， 測試該器件的實際效率表現(xiàn)。


統(tǒng)硅方案充電樁模塊電源中，DC/DC拓撲采用650V硅基超結(jié)MOSFET組成兩個全橋串聯(lián)的LLC，使用1200V碳化硅MOSFET以后，系統(tǒng)可以簡化為一個LLC諧振回路，器件數(shù)量大幅度減少，有利于提升系統(tǒng)可靠性。尤其是關(guān)斷損耗更小的碳化硅MOSFET，更適合充電樁電源模塊DC/DC部分的LLC/移相全橋等電路拓撲。

同時，1200V/40mΩ碳化硅MOSFET分立器件在風光儲充、車載充電、汽車空調(diào)等領(lǐng)域的電源模塊上被廣泛應用，規(guī)模優(yōu)勢使碳化硅MOSFET成本進一步降低，使得用1200V碳化硅MOSFET的系統(tǒng)成本比使用650V硅基超結(jié)MOSFET的更低，產(chǎn)品更具有競爭力。

此外，大功率（50kW~60kW）的充電模塊功率密度高，體積有限，如果采用分立器件，并聯(lián)數(shù)量會很多，給均流、安裝和散熱帶來了非常高的挑戰(zhàn)，而采用碳化硅 MOSFET模塊方案，則可以很好地解決上述問題。

基本半導體PcoreTM2 E2B 全碳化硅半橋MOSFET模塊BMF240R120E2G3基于高性能晶圓平臺設計，在比導通電阻、開關(guān)損耗、抗誤導通、可靠性等方面表現(xiàn)出色。高溫(Tvj=150℃)下的RDS(on)參數(shù)僅比常溫(Tvj=25℃)時增加1.4倍左右。產(chǎn)品內(nèi)置碳化硅肖特基二極管，使得續(xù)流二極管基本沒有反向恢復行為，大幅降低模塊的開通損耗。產(chǎn)品還引入氮化硅(Si3N4)AMB陶瓷基板及高溫焊料，可改善長期高溫度沖擊循環(huán)的CTE失配，陶瓷板的可靠性大幅提升。

審核編輯 黃宇