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ROHM全SiC功率模块的产品阵容有助于大功率应用的高效化与小型化

发布:2017/5/16 15:40:00 |作者: |来源: 华强电子网

TAG功率模块  ROHM  产品阵容  SiC  

  全球知名半导体制造商ROHM面向工业设备用的电源、太阳能发电功率调节器及UPS等的逆变器、转换器,开发出额定1200V 400A、600A的全SiC功率模块“BSM400D12P3G002”、“BSM600D12P3G001”。

  本产品通过ROHM独有的模块内部结构及散热设计优化,实现了600A额定电流,由此,在工业设备用大容量电源等更大功率产品中的应用成为可能。另外,与普通的同等额定电流的IGBT模块相比,开关损耗降低了64%(芯片温度150℃时),这非常有助于应用的进一步节能。不仅如此,由于可高频驱动,还有利于外围元器件和冷却系统等的小型化。例如,根据冷却机构中的损耗仿真进行计算,与同等额定电流的IGBT模块相比,使用SiC模块可使水冷散热器的体积减少88%※。

  本模块将于2017年6月开始出售样品。前期工序的生产基地为ROHM Apollo Co., Ltd.(日本福冈县),后期工序的生产基地为ROHM总部工厂(日本京都)。

  ※1200V 600A产品、PWM逆变器驱动、开关频率20kHz、导热硅脂厚度40μm以下、散热器规格采用市场上可获得信息的产品、其他温度条件等相同时

  <背景>

  近年来,SiC因其优异的节能效果而在汽车和工业设备等领域的应用日益广泛,并且市场对更大电流SiC产品的需求越来越旺盛。为了最大限度地发挥SiC产品的优势--高速开关性能,尤其是功率模块这类额定电流较大的产品,需要开发可抑制开关时浪涌电压影响的新封装。

  2012年3月,ROHM于世界首家开始量产内置的功率半导体元件全部由碳化硅组成的全SiC功率模块。其后,相继开发出直到1200V、300A额定电流的系列产品,在众多领域中被广为采用。在IGBT模块市场,ROHM拥有覆盖主要额定电流范围100A到600A的全SiC模块产品阵容,预计未来的需求会进一步增长。

  <特点>

  1. 开关损耗大幅降低,有助于设备节能

  搭载ROHM生产的SiC-SBD和SiC-MOSFET的全SiC功率模块,与普通的同等额定电流的IGBT模块相比,开关损耗降低64%(芯片温度150℃时)。因此,可降低应用的功率转换损耗,实现进一步节能。

  2. 高频驱动,有利于外围元器件的小型化

  PWM逆变器驱动时的损耗仿真中,与同等额定电流的IGBT模块相比,相同开关频率的损耗5kHz驱动时降低30%、20kHz驱动时降低55%,综合损耗显著减少。20kHz驱动时,所需散热器尺寸可减少88%。

  不仅如此,由于可高频驱动,还有助于外围无源器件的小型化。

  <实现更大电流的技术要点>

  1. 封装内部电感显著降低

  随着功率模块产品的额定电流越来越大,开关工作时的浪涌电压变大,因此需要降低封装内部的电感。此次的新产品通过优化内置的SiC元器件配置、内部版图及引脚结构等,内部电感比以往产品低约23%。同时,开发了相同损耗时的浪涌电压比以往封装低27%的G型新封装,从而成功实现额定电流400A、600A的产品。而且,在同等浪涌电压驱动条件下,采用新封装可降低24%的开关损耗。

  2. 封装的散热性能显著提升

  要实现额定600A的大电流,不仅需要降低内部电感,还需要优异的散热性能。新产品提高了对模块的散热性影响显著的底板部分的平坦性,从而使底板和客户安装的冷却机构间的热阻减少57%。

  另外,与之前的SiC模块产品一样,此次也推出了用来评估的驱动用栅极驱动器板,帮助客户轻松进行产品评估。



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