富士混合型 SiC 模块半SiC模块应用手册

2018-11-19 11:37:47 Westpac Electronics
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混合型 SiC 模块 应用手册 第 1 章 ‐ 基本概念与特征 ‐ 1 MT5F36768 目录 页数 1 混合型 SiC 模块的基本概念 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 2 2 混合型 SiC 模块的特征 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 2 3 混合型 SiC 模块的开关时间定义 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 6 前言 与 Si 器件相比,SiC 器件具有耐热性和耐高压击穿能力的特点,被认为有能力实现设备的高效率化和小型 化。富士电机已经将 600V~3300V 耐压的混合型 SiC 模块产品化,作为逆变器用的功率器件,将更有助于节 能。 混合型 SiC 模块结合了 Si-IGBT 芯片和 SiC-SBD(Schottky Barrier Diode)芯片。与传统的 Si 模块相比, 混合型 SiC 模块特性得到了更进一步的改善。 本章将对混合型 SiC 模块的特征和优点进行详细介绍。


1 混合型 SiC 模块的基本概念 为了防止全球变暖,包括 CO2 在内的温室气体的减排变得越来越必要。其中削减手段之一就是电力电子设 备的节能化。实现这一点的重要方式是逆变器的高效率化和小型化,随着电路控制、功率器件等技术的创新, 这一方式成为可能。 在实现低损耗需求的功率器件中,具有代表性的是 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),它采用 了 Si 的 IGBT 芯片和 Si 的 FWD(Free Wheeling Diode)芯片。但是,Si 器件的性能已经接近了其物理理论 极限。因此,超越了 Si 极限值的拥有耐热性和耐高压击穿能力的 SiC 器件,有望实现设备的高效率化和小型 化。 在这样的背景下,以「设备的高效率化和小型化」为基本理念,开发了混合型 SiC 模块(Si-IGBT + SiC-SBD)。 市场对 IGBT 模块的基本要求是性能和可靠性的提高、环境负荷的降低。性能、环境、可靠性是相互关联的, 因此,改善这之间的平衡状态以达到设备的高效率化和小型化,就显得尤为重要。 2 混合型 SiC 模块的特征 2.1 产品构造 混合型 SiC 模块系列如表 1 所示。主要系列产品包括面向 200VAC 系的采用 600V 耐圧 SiC-SBD 的 6in1/PIM, 面向 400VAC 系的采用 1200V 耐圧 SiC-SBD 的 2in1/6in1/PIM,面向 690VAC 系的采用 1700V 耐圧 SiC-SBD 的 2in1,以及面向铁道牵引用途的 3300V 耐压的混合型 SiC 模块。使用了混合型 SiC 模块,损耗比之前的 Si-IGBT 模块减少约 25%※。 (※:1700V/400A 品、fେ=10kHz) 表 1 混合型 SiC 模块系列 用途 构成 封装 200VAC 系 600V 耐圧 SiC-SBD+ Si-IGBT 6in1/PIM 400VAC 系 1200V 耐圧 SiC-SBD+ Si-IGBT 2in1/6in1/PIM 690VAC 系 1700V 耐圧 SiC-SBD+ Si-IGBT 2in1 铁道牵引用 3300V 耐圧 SiC-SBD+ Si-IGBT 1in1


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