BASiC基半第二代SiC碳化硅MOSFET在直流充电桩电源模块中的应用
适用于充电桩直流快充电源模块的国产高可靠性碳化硅(SiC)MOSFET-倾佳电子分销
BASiC基半第二代SiC碳化硅MOSFET两大主要特色：
1.出类拔萃的可靠性：相对竞品较为充足的设计余量来确保大规模制造时的器件可靠性。
BASiC基半第二代SiC碳化硅MOSFET 1200V系列击穿电压BV值实测在1700V左右，高于市面主流竞品，击穿电压BV设计余量可以抵御碳化硅衬底外延材料及晶圆流片制程的摆动，能够确保大批量制造时的器件可靠性，这是BASiC基半第二代SiC碳化硅MOSFET关键的.
2.可圈可点的器件性能：同规格较小的Crss带来出色的开关性能。
BASiC基半第二代SiC碳化硅MOSFET反向传输电容Crss 在市面主流竞品中是比较小的，带来关断损耗Eoff也是市面主流产品中非常出色的，优于部分海外竞品，特别适用于LLC应用.
Ciss：输入电容（Ciss＝Cgd＋Cgs） ⇒栅极-漏极和栅极-源极电容之和：它影响延迟时间；Ciss越大，延迟时间越长。BASiC基半第二代SiC碳化硅MOSFET 优于主流竞品。
Crss：反向传输电容（Crss＝Cgd） ⇒栅极-漏极电容：Crss越小，漏极电流上升特性越好，这有利于MOSFET的损耗，在开关过程中对切换时间起决定作用，高速驱动需要低Crss。
Coss：输出电容（Coss＝Cgd＋Cds）⇒栅极-漏极和漏极-源极电容之和：它影响关断特性和轻载时的损耗。如果Coss较大，关断dv／dt减小，这有利于噪声。但轻载时的损耗增加。
基半B2M第二代碳化硅MOSFET器件主要特色：
• 比导通电阻降低40%左右
• Qg降低了60%左右
• 开关损耗降低了约30%
• 降低Coss参数，更适合软开关
• 降低Crss，及提高Ciss/Crss比值,降低器件在串扰行为下误导通风险
• 工作结温175℃• HTRB、 HTGB+、 HTGB-可靠性按结温Tj=175℃通过测试
• 优化栅氧工艺，提高可靠性
• 高可靠性钝化工艺
• 优化终端环设计，降低高温漏电流
• AEC-Q101
传统的直流充电桩拓扑电路一般是三相交流380V输入电压经过PFC维也纳 AC/DC电路后，得到直流母线电压，然后经过全桥LLC DC/DC电路，输出 200V到1000V高压给新能源汽车充电使用。其中PFC维也纳电路AC/DC的开关频率 40kHz 左右，一般用使用 650V的超结MOSFET或者 650V 的IGBT，劣势是器件多，硬件设计复杂，效率低，失。新一代直流充电桩拓扑电路会把原来的PFC维也纳整流升级为采用第二代SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z的三相全桥PFC整流。这样将大大减少功率器件数量，简化控制电路的复杂性，同时通过提高开关频率来降低电感的感量，尺寸和成本。DC/DC全桥LLC部分，升级为采用第二代SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z的DC/DC电路，可以从原来的两组串联二电平全桥LLC或三电平全桥移相ZVS或三电平全桥LLC或两组串联二电平全桥移相优化为一组两电平LLC。这样可以极大简化拓扑电路，减少元器件的数量，控制和驱动更加简单。基于第二代SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z的高频特性，可以提高LLC电路的开关频率，从而减少磁性器件的尺寸和成本。由于LLC电路是软开关工作模式，损耗集中在开关管的导通损耗上和关断损耗上，第二代SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z Eoff相对竞品更小，在高频LLC应用优势明显，由于拓扑结构的原因，流过LLC中SiC碳化硅MOSFET的电流有效值是Si MOSFET电流的一半，所以终导通损耗大大减小。新一代采用SiC碳化硅MOSFET B2M040120Z的直流充电桩拓扑电路可以提升0.3~0.5%左右的效率。
LLC，移相全桥等应用实现ZVS主要和Coss、关断速度和体二极管压降等参数有关。Coss决定所需谐振电感储能的大小，值越大越难实现ZVS；更快的关断速度可以减少对储能电感能量的消耗，影响体二极管的续流维持时间或者开关两端电压能达到的值；因为续流期间的主要损耗为体二极管的导通损耗.在这些参数方面，B2M第二代碳化硅MOSFET跟竞品比，B2M第二代碳化硅MOSFET的Coss更小，需要的死区时间初始电流小；B2M第二代碳化硅MOSFET抗侧向电流触发寄生BJT的能力会强一些。B2M第二代碳化硅MOSFET体二极管的Vf和trr 比竞品有较多优势，能减少LLC里面Q2的硬关断的风险。综合来看，比起竞品，LLC，移相全桥应用中B2M第二代碳化硅MOSFET表现会更好.
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碳化硅MOSFET具有的高频、高压、高温性能，是目前电力电子领域受关注的宽禁带功率半导体器件。在电力电子系统中应用碳化硅MOSFET器件替代传统硅IGBT器件，可提高功率回路开关频率，提升系统效率及功率密度，降低系统综合成本。
基半第二代碳化硅MOSFET系列新品基于6英寸晶圆平台进行开发，比上一代产品在比导通电阻、开关损耗以及可靠性等方面表现更为出色。在原有TO-247-3、TO-247-4封装的产品基础上，基半还推出了带有辅助源极的TO-247-4-PLUS、TO-263-7及SOT-227封装的碳化硅MOSFET器件，以更好地满足客户需求。
基半第二代碳化硅MOSFET亮点
更低比导通电阻：第二代碳化硅MOSFET通过综合优化芯片设计方案，比导通电阻降低约40%，产品性能显著提升。
更低器件开关损耗：第二代碳化硅MOSFET器件Qg降低了约60%，开关损耗降低了约30%。反向传输电容Crss降低，提高器件的抗干扰能力，降低器件在串扰行为下误导通的风险。
更高可靠性：第二代碳化硅MOSFET通过更高标准的HTGB、HTRB和H3TRB可靠性考核，产品可靠性表现出色。
更高工作结温：第二代碳化硅MOSFET工作结温达到175°C，提高器件高温工作能力。
碳化硅 (SiC) MOSFET出色的材料特性使得能够设计开关单极兴器件，替代升级双极性 IGBT （绝缘栅双极晶体管）开关。碳化硅 (SiC) MOSFET替代IGBT可以得到更高的效率、更高的开关频率、更少的散热和节省空间——这些好处反过来也降低了总体系统成本。SiC-MOSFET的Vd-Id特性的导通电阻特性呈线性变化，在低电流时SiC-MOSFET比IGBT具有优势。
与IGBT相比，SiC-MOSFET的开关损耗可以大幅降低。采用硅 IGBT 的电力电子装置有时不得不使用三电平拓扑来优化效率。当改用碳化硅 (SiC) MOSFET时，可以使用简单的两级拓扑。因此所需的功率元件数量实际上减少了一半。这不仅可以降低成本，还可以减少可能发生故障的组件数量。SiC MOSFET 不断改进，并越来越多地加速替代以 Si IGBT 为主的应用。 SiC MOSFET 几乎可用于目前使用 Si IGBT 的任何需要更和更高工作频率的应用。这些应用范围广泛，从太阳能和风能逆变器和电机驱动到感应加热系统和高压 DC/DC 转换器。
随着自动化制造、电动汽车、建筑系统和智能电器等行业的发展，对增强这些机电设备的控制、效率和功能的需求也在增长。碳化硅 MOSFET (SiC MOSFET) 的突破重新定义了历史上使用硅 IGBT (Si IGBT) 进行功率逆变的电动机的功能。这项扩展了几乎每个行业的电机驱动应用的能力。Si IGBT 因其高电流处理能力、开关速度和低成本而历来用于直流至交流电机驱动应用。重要的是，Si IGBT 具有高额定电压、低电压降、低电导损耗和热阻抗，使其成为制造系统等高功率电机驱动应用的明显选择。然而，Si IGBT 的一个显着缺点是它们非常容易受到热失控的影响。当器件温度不受控制地升高时，就会发生热失控，导致器件发生故障并终失效。在高电流、电压和工作条件常见的电机驱动应用中，例如电动汽车或制造业，热失控可能是一个重大的设计风险。
电力电子转换器提高开关频率一直是研发索所追求的方向，因为相关组件（特别是磁性元件）可以更小，从而产生小型化优势并节省成本。然而，所有器件的开关损耗都与频率成正比。IGBT 由于“拖尾电流”以及较高的门极电容的充电/放电造成的
