碳化硅FET器件滿足電動汽車充電系統(tǒng)需求

碳化硅(SiC)器件憑借開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗小，效率遠遠高于硅器件。同時，由于SiC工作在更高的頻率，其外圍電容電感尺寸大幅縮小，器件模塊尺寸僅為硅器件的1/5或更低。SiC器件耐高溫、耐電壓和大電流特性，非常適合電動汽車、車用充電器和火車逆變器等新興應(yīng)用。

根據(jù)市場研究機構(gòu)Yole Développement預(yù)測，全球SiC功率半導(dǎo)體市場將從2017年的3.02億美元，快速成長至2023年的13.99億美元，2017~2023年的市場規(guī)模年復(fù)合成長率(CAGR)為29%。

SiC在混合動力及電動汽車市場的巨大的潛力吸引了汽車電子元件企業(yè)的關(guān)注。以特斯拉的Model 3為例，它全部使用了SiC模塊，每輛車會用到24個SiC模組。SiC功率半導(dǎo)體制造商UnitedSiC亞洲區(qū)FAE經(jīng)理Richard Chen告訴21ic記者，在中國市場，電動汽車對SiC器件的需求也有顯著的增長，2017年UnitedSiC在中國的營收超過一半來自汽車市場，包括電動汽車充電系統(tǒng)和充電樁等。

圖：UnitedSiC亞洲區(qū)FAE經(jīng)理Richard Chen

近日，UnitedSiC面向電動汽車充電系統(tǒng)、電信和服務(wù)器電源等應(yīng)用推出了采用TO-247-4L 4引腳Kelvin Sense封裝的全新系列650 V和1200 V高性能碳化硅FET器件。

圖：采用TO-247-4L 4引腳Kelvin Sense封裝的高性能SiC FET器件

這些基于高效的共源共柵配置的UF3C FAST系列新器件可以幫助工程師在進行Totem Pole PFC級、LLC和相移全橋轉(zhuǎn)換器等設(shè)計時，實現(xiàn)更高的開關(guān)速度、效率、易用性和功率密度。

據(jù)Chen介紹，和以往功率驅(qū)動共用一個引腳的3引腳封裝不同，Kelvin封裝可以避免柵極振鈴和錯誤觸發(fā)，否則需要降低開關(guān)速度以管理3引線封裝帶來的較大共源極電感。采用4引腳的Kelvin連接封裝，使器件具有175°C的最高工作溫度、出色的反向恢復(fù)、低柵極電荷以及低達2倍的開關(guān)損耗。此外，如果工程師在設(shè)計中加上R-C緩沖器電路，系統(tǒng)性能還可以進一步提升。

圖：加上R-C緩沖器電路(右圖)能夠有效提升系統(tǒng)性能

與其他寬帶隙技術(shù)相比，SiC共源共柵器件能夠提供標(biāo)準(zhǔn)的12V柵極驅(qū)動，并具有確定的雪崩額定值。UF3C FAST系列中的4端子封裝產(chǎn)品能夠通過簡單的螺釘或夾具安裝，具有極低的結(jié)至外殼熱阻，在給定功率或更高功率運行時，只有較低的溫度上升，能夠充分利用SiC的較高結(jié)溫能力。

據(jù)Chen介紹，UnitedSiC自成立以來，一直專注于開發(fā)創(chuàng)新的SiC功率半導(dǎo)體器件，為電動汽車充電系統(tǒng)、DC-DC轉(zhuǎn)換器和牽引驅(qū)動，以及電信/服務(wù)器電源、可變速馬達驅(qū)動器和太陽能光伏逆變器等應(yīng)用提供業(yè)界最佳的SiC效率和性能。

無論是效率還是可靠性， SiC器件都優(yōu)于硅器件和氮化鎵(GaN)器件，可以用來開發(fā)體積更小、充電速度更快的電動汽車充電系統(tǒng)。Chen表示，UnitedSiC已在中國深圳開設(shè)新辦事處，更好的服務(wù)華南區(qū)客戶。未來UnitedSiC將加大在中國市場的投入，相信中國電動汽車制造業(yè)的快速發(fā)展，將帶動UnitedSiC在中國市場業(yè)務(wù)的強勁增長。