電子發燒友網報道(文/梁浩斌)最近,安森美發布了第二代1200V SiC MOSFET產品。安森美在前代SiC MOSFET產品中,采用M1及其衍生的M2技術平臺,而這次發布的第二代1200V SiC MOSFET,安森美稱其為M3S。
M3S產品導通電阻規格分為13/22/30/40/70mΩ,適配TO247?3L/4L和D2PAK?7L分立封裝。
據官方介紹,S代表開關,M3S系列專注于提高開關性能,相比于第一代1200V碳化硅MOSFET,除了降低特定電阻RSP (即RDS(ON)*Area) ,還針對工業電源系統中的高功率應用進行了優化,如太陽能逆變器、ESS、UPS 和電動汽車充電樁等。
延續平面型結構,針對不同應用采用兩種設計
安森美在第一代SiC MOSFET上采用了平面設計,包括了M1和后續從M1衍生出的M2平臺,涵蓋750V、900V、1200V的耐壓規格。在M1平臺上,安森美的SiC MOSFET采用Square Cell結構、M2平臺采用Hex-cell結構。
第一代SiC MOSFET產品上,安森美沒有為一些特定領域進行特殊設計,主要面向的是通用市場。而第二代產品中,安森美除了將M3的工藝平臺迭代至strip-cell,還為不同的應用需求,設計了兩種技術方案,分別是T設計和S設計。
其中T設計主要針對逆變器,因此需要更低的RDS(ON)和更好的短路能力,而不是更快的開關速度。S設計對高開關性能進行了優化,因此設計具有較低的QG(TOT) 和較高的di/dt和dv/dt,從而降低開關損耗。
基于M3平臺的strip-cell結構,安森美第二代SiC MOSFET 在導通電阻、開關損耗、反向恢復損耗以及短路時間等關鍵性能指標上均為業界領先水平,同時實現最優的成本。不過目前安森美M1到M3平臺均為平面型設計,下一代M4將會升級為溝槽結構,降低SiC MOSFET芯片面積的同時,成本也將顯著得到優化。
實現導通損耗和開關損耗之間的平衡
從參數來看,安森美M3S平臺的第二代SiC MOSFET相比第一代,主要是在導通損耗和開關損耗之間實現更好的平衡。
根據安森美的實測數據,首先在導通電阻RDS(ON)方面,一代產品的導通電阻隨溫度升高而升高的幅度較小,在導通損耗上,實際上一代產品是要優于二代產品的。但是在高開關頻率下運行的應用中,導通在損耗中的比例相對較低,反而是受溝道電阻的影響,與第二代相比,第一代需要更高的正柵極偏置(VGS)才能完全導通,這就需要在驅動電路上進行額外的設計。因此,第二代的M3S更適合快速的開關應用。
導通和開關損耗在系統中是很關鍵的參數,特別對于高開關頻率拓撲的應用。在相同條件的雙脈沖測試電路中,二代相比一代實現了開關性能的大幅提升,開關損耗降低了40%,導通損耗降低了20-30%,總開關損耗比一代降低了34%。
總體來看,M3S整體的設計都趨向高頻開關應用,相比上一代更加著重于導通損耗和開關損耗之間的平衡,在工業自動化、儲能、充電樁、電動汽車OBC/DC-DC等領域都會有較好的應用效果。
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