Toshiba Electronics Europe GmbH разработала новый SiC, рассчитанный на напряжение 2200 В. МОП-транзистор со встроенным SBD для использования в устройствах с напряжением 1500 В постоянного тока, таких как фотоэлектрические инверторы, зарядные устройства для электромобилей, высокочастотные преобразователи постоянного тока в постоянный и системы хранения энергии. Новое устройство упрощает конструкцию инвертора и увеличивает удельную мощность, уменьшая размер и вес.
Обычные трехуровневые инверторы демонстрируют низкие потери при переключении, поскольку напряжение на коммутационных устройствах в выключенном состоянии составляет половину напряжения сети. Для сравнения, двухуровневые инверторы предлагают меньше коммутационных модулей, что делает их проще, меньше и легче. Однако им необходимо полупроводник устройства с более высоким напряжением пробоя, поскольку приложенное напряжение является напряжением сети. Решение этой задачи крайне важно, поскольку двухуровневый инвертор на основе нового устройства обеспечивает более высокую частоту работы и меньшие потери мощности, чем обычный трехуровневый Si. IGBT инвертор.
Новый двойной SiC MOSFET модуль (MG250YD2YMS3) обеспечивает номинальное напряжение VDSS 2200 В и может поддерживать непрерывный ток стока (ID) 250 А и 500 А в импульсном режиме (IDP). Изоляция (Visol) рассчитана на 4000 В (среднеквадратичное значение), и устройство может работать при температуре канала (Tch) до 150°C.
Он обеспечивает низкие потери проводимости при типичном напряжении включения сток-исток (VDS(on)sense) 0.7 В. Потери на переключение сведены к минимуму: типичные потери при включении и выключении составляют 14 мДж и 11 мДж соответственно, что означает, что необходимость в терморегулировании меньше, что приводит к уменьшению инверторов.
Внутри модуля концентрация примесей и толщина дрейфового слоя были оптимизированы для сохранения того же соотношения между сопротивлением открытого состояния (RDS(ON)) и напряжением пробоя, что и у существующих продуктов. Это также укрепляет иммунитет к космическим лучам, что является ключевой необходимостью для фотоэлектрических систем. Кроме того, внедрение SBD с зажатыми паразитными PN-переходами между областями p-базы и слоем n-дрейфа обеспечивает надежность в условиях обратной проводимости.
Потери энергии при переключении разработанного полностью SiC-модуля значительно ниже, чем у эквивалентных кремниевых модулей. Для сравнения, новый модуль SiC обеспечивает удвоенную частоту по сравнению с обычным Si IGBT и меньшие потери на 37% при сравнении двухуровневого SiC-инвертора с трехуровневым Si-инвертором.
Посмотреть больше: Модули IGBT | ЖК-дисплеи | Электронные компоненты