11种封装的国产碳化硅模块及新工艺顶部散热产品介绍应用
碳化硅(SiC)功率模块是电力电子领域的革命性产品,因其材料特性在高温、高压、高频应用中表现卓越。以下是其核心组成部分及优势分析:一、SiC模块的核心组成部分SiC芯片
开关器件:SiC MOSFET(常用)或JFET,替代传统硅基 IGBT,实现更高开关频率和更低导通损耗。 二极管:SiC肖特基二极管(SBD),无反向恢复 电流,降低开关损耗。
封装结构
辅助元件
栅极驱动 电路:适配SiC器件的高速开关需求,减少寄生参数影响。
二、SiC模块的显著优势材料特性优势
性能提升
低导通损耗:SiC 电阻率极低,导通压降小(如SiC MOSFET的Rdson更低)。 高频开关:开关速度比硅快10倍,减少无源元件( 电感/ 电容)体积和成本。 低开关损耗:SiC二极管无反向恢复问题,适合高频应用(如光伏 逆变器、 电动汽车)。
系统级效益
应用场景优势
三、挑战与权衡D21 系列碳化硅(SiC)功率模块-顶部散热 1. 系统体积小,成本降低;
2. 高功率密度,低寄生电感,低开关损耗;
3. 散热能力强;
4. 参数范围:
VDS:1200V ID:32A RDS(on) :80mΩ
SM8 系列碳化硅(SiC)功率模块-顶部散热 1. 低寄生电感,低热阻;
2. 更优散热性能,安装便捷;
3. 参数范围: VDS:1200V ID:32A RDS(on) :80mΩ
ME2 (34mm)系列碳化硅(SiC)功率模块 1. 采用全焊片工艺,Cu底板+低热值AlN绝缘陶瓷; 2. 高功率密度,低寄生电感,低开关损耗; 3. 适用高温、高频应用; 4. 参数范围: VDS:650~1700V ID:30~300A RDS(on) :4~80mΩ
ME3(62mm) 系列碳化硅(SiC)功率模块 1. 采用全焊片工艺,Cu底板+低热值AlN绝缘陶瓷; 2. 高功率密度,低寄生电感,低开关损耗; 3. 适用高温、高频应用; 4. 参数范围: VDS:650~1700V ID:30~600A RDS(on) :2~80mΩ
EP (1b)系列碳化硅(SiC)功率模块 1. 采用先进的真空回流焊工艺,Al2O3绝缘陶瓷,最高工作结温150℃; 2. 高功率密度,低寄生电感,低开关损耗; 3. 适用高温、高频应用; 4. 参数范围: VDS:650~1200V ID:30~200A RDS(on) :6~80mΩ
MEP (2b)系列碳化硅(SiC)功率模块 1. 高功率密度,低寄生电感,低开关损耗; 2. 适用高温、高频应用; 4. 参数范围: VDS:650~1700V ID:30~300A RDS(on) :3.3~80mΩ
MED(Ed3) 系列碳化硅(SiC)功率模块 1. 采用真空回流焊工艺,Cu底板+低热值AlN绝缘陶瓷,最高工作结温175℃; 2. 功率密度高,适用高温、高频应用,超低损耗; 3. 常关功率模块,零拖尾电流,寄生电感小于15nH,开关损耗低; 4. 参数范围: VDS:650~1700V ID:210~1000A RDS(on) :1.3~8.7mΩ
DCS12(dcm) 系列碳化硅(SiC)功率模块 1. 采用单面水冷+模封工艺,最高工作结温175℃; 2. 功率密度高,适用高温、高频应用,超低损耗; 3. 集成NTC温度传感器,易于系统集成; 4. 参数范围: VDS:650~1700V ID:400~1000A RDS(on) :1.3~6.2mΩ
MEK6 系列碳化硅(SiC)功率模块 1. 最高工作结温175℃; 2. 高功率密度,低开关损耗; 3. 适用高温、高频应用; 4. 参数范围: VDS:650~1700V ID:100~400A RDS(on) :2.5~25mΩ
MD3 系列碳化硅(SiC)功率模块 1. 采用真空回流焊工艺,AlSiC底板+低热值AlN绝缘陶瓷,最高工作结温175℃; 2. 适用高温、高频应用,超低损耗; 3. 参数范围: VDS:650~1700V ID:300~800A RDS(on) :1.5~8.3mΩ
HPD 系列碳化硅(SiC)功率模块 1. 最高工作结温175℃; 2. 第三代模块寄生电感低于10nH,比现有模块小50%以上,降低开关损耗; 3. 参数范围: VDS:650~1700V ID:400~1000A RDS(on) :1.3~6.5mΩ
结论SiC模块通过材料特性与设计优化,在效率、功率密度和高温性能上全面超越硅基器件,尤其适合高附加值或对能效敏感的应用。随着成本下降和工艺成熟,SiC将在高压大功率领域加速替代传统硅基方案。 了解更多电力电子信息,请关注公众号:碳化硅MOS与SiC模块技术漫谈
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