APEI HT2000:羅姆與APEI聯合開發出高速、大電流的SiC溝槽MOS模塊
發布時間:2011-11-18
產品特性:
日本知名半導體製造商羅姆株式會社日前麵向EV、HEV車(電動汽車、混合動力車)及工業設備,與擁有電力係統和電源封裝技術的Arkansas Power Electronics International(APEI)公司聯合開發出搭載了SiC溝槽MOS的高速、大電流模塊“APEI HT2000”。該模塊一改傳統的Si模塊的設計,由於最大限度地利用了SiC器件的特點,從而大幅改善了電氣特性、機械特性,同時實現了超小型化、輕量化、高效化,在SiC模塊的普及上邁出了巨大的一步。該模塊共搭載了16個羅姆開發的SiC溝槽MOS,經驗證可在600V/1000A條件下工作,而且實現了Si-IGBT不可能實現的數十納秒的超高開關速度。不僅如此,這種模塊的使用範圍高達1200V級。另外,在250℃的高溫下亦可工作。基於這些特點,不僅傳統的Si-IGBT模塊,現在正被廣泛開發的SiC模塊中,也成功開發出了電氣性能和機械性能都很卓越的模塊。該模塊預計於2012年開始麵向特殊用途提供樣品,3~4年後達到實際應用階段。
近年來,在迅速發展的混合動力車(HEV)、電動汽車(EV)等所代表的電力電子領域,要求提供更高功率化、更高效化、更高溫度條件下工作的元器件,而使用傳統的Si材料是無法解決這些課題的,但通過使用材料性能卓越的SiC,可以滿足這些要求。因此,電力電子市場的需求也從Si模塊轉向高效SiC模塊。
之前羅姆開發的超低電阻(約2mΩ・cm2)SiC溝槽MOSFET可通過單片承受100A級的電流。而此次,羅姆進一步成功的降低了MOSFET的門極電容,開關速度與現有的SiC-DMOS相比可提高50%,與羅姆以往的SiC溝槽MOS相比也提高了30%。但dan是shi,傳chuan統tong的de模mo塊kuai,為wei了le元yuan器qi件jian的de散san熱re,確que保bao元yuan器qi件jian的de工gong作zuo溫wen度du,需xu要yao加jia大da模mo塊kuai麵mian積ji,因yin此ci往wang往wang導dao致zhi模mo塊kuai的de寄ji生sheng電dian感gan增zeng大da。因yin此ci,即ji使shi搭da載zaiSiC溝槽MOS,由於模塊本身的限製也無法有效發揮其特點。而此次APEI開發出了通過將模塊的麵積小型化、進一步優化布局、大幅降低了寄生電感的模塊。另外,這種模塊上搭載溝槽MOS可承受1000A級水平的大電流,與傳統的Si-IGBT模塊相比,可以減少一半導通電阻。此外,實現了開關時間僅需數十納秒的超高速工作,與Si-IGBT相比成功將開關損耗降低到了1/3。不僅如此,由於所使用的材料變更為高性能材料,因此模塊的麵積減少到30%,並同時實現了Si-IGBT不可能實現的高溫(250℃)驅動。而且,根據端子的連接方法,可按半橋、全橋、串聯進行選用。另外,還能搭載羅姆開發的所有的SiC器件,可進行滿足客戶規格要求的設計。
傳統的SiC模塊,僅需將Si模塊所使用的Si器件更換為SiC器件即可實現高效化和高溫化,但使用Si器件的模塊設計中,無法最大限度的發揮材料性能卓越的SiC的特點。此次,通過大幅變更設計,優化使用SiC器件的模塊,成功開發出了可以最大限度發揮SiC特點的模塊。
<主要特點>
1)超輕量
2)超小型
3)大功率(1000A級)
4)高速開關
5)高溫驅動
<主要規格>
<模塊的導通特性>
<模塊的電路結構>
- 改善了電氣特性、機械特性
- 同時實現了超小型化、輕量化、高效化
- 麵向EV、HEV車(電動汽車、混合動力車)
- 應用於工業設備
日本知名半導體製造商羅姆株式會社日前麵向EV、HEV車(電動汽車、混合動力車)及工業設備,與擁有電力係統和電源封裝技術的Arkansas Power Electronics International(APEI)公司聯合開發出搭載了SiC溝槽MOS的高速、大電流模塊“APEI HT2000”。該模塊一改傳統的Si模塊的設計,由於最大限度地利用了SiC器件的特點,從而大幅改善了電氣特性、機械特性,同時實現了超小型化、輕量化、高效化,在SiC模塊的普及上邁出了巨大的一步。該模塊共搭載了16個羅姆開發的SiC溝槽MOS,經驗證可在600V/1000A條件下工作,而且實現了Si-IGBT不可能實現的數十納秒的超高開關速度。不僅如此,這種模塊的使用範圍高達1200V級。另外,在250℃的高溫下亦可工作。基於這些特點,不僅傳統的Si-IGBT模塊,現在正被廣泛開發的SiC模塊中,也成功開發出了電氣性能和機械性能都很卓越的模塊。該模塊預計於2012年開始麵向特殊用途提供樣品,3~4年後達到實際應用階段。
近年來,在迅速發展的混合動力車(HEV)、電動汽車(EV)等所代表的電力電子領域,要求提供更高功率化、更高效化、更高溫度條件下工作的元器件,而使用傳統的Si材料是無法解決這些課題的,但通過使用材料性能卓越的SiC,可以滿足這些要求。因此,電力電子市場的需求也從Si模塊轉向高效SiC模塊。
之前羅姆開發的超低電阻(約2mΩ・cm2)SiC溝槽MOSFET可通過單片承受100A級的電流。而此次,羅姆進一步成功的降低了MOSFET的門極電容,開關速度與現有的SiC-DMOS相比可提高50%,與羅姆以往的SiC溝槽MOS相比也提高了30%。但dan是shi,傳chuan統tong的de模mo塊kuai,為wei了le元yuan器qi件jian的de散san熱re,確que保bao元yuan器qi件jian的de工gong作zuo溫wen度du,需xu要yao加jia大da模mo塊kuai麵mian積ji,因yin此ci往wang往wang導dao致zhi模mo塊kuai的de寄ji生sheng電dian感gan增zeng大da。因yin此ci,即ji使shi搭da載zaiSiC溝槽MOS,由於模塊本身的限製也無法有效發揮其特點。而此次APEI開發出了通過將模塊的麵積小型化、進一步優化布局、大幅降低了寄生電感的模塊。另外,這種模塊上搭載溝槽MOS可承受1000A級水平的大電流,與傳統的Si-IGBT模塊相比,可以減少一半導通電阻。此外,實現了開關時間僅需數十納秒的超高速工作,與Si-IGBT相比成功將開關損耗降低到了1/3。不僅如此,由於所使用的材料變更為高性能材料,因此模塊的麵積減少到30%,並同時實現了Si-IGBT不可能實現的高溫(250℃)驅動。而且,根據端子的連接方法,可按半橋、全橋、串聯進行選用。另外,還能搭載羅姆開發的所有的SiC器件,可進行滿足客戶規格要求的設計。
傳統的SiC模塊,僅需將Si模塊所使用的Si器件更換為SiC器件即可實現高效化和高溫化,但使用Si器件的模塊設計中,無法最大限度的發揮材料性能卓越的SiC的特點。此次,通過大幅變更設計,優化使用SiC器件的模塊,成功開發出了可以最大限度發揮SiC特點的模塊。
<主要特點>
1)超輕量
2)超小型
3)大功率(1000A級)
4)高速開關
5)高溫驅動
<主要規格>
|
尺寸 |
7.5cm×8.13cm×1.23cm |
|
重量 |
135g |
|
額定電壓 |
600V |
|
額定電流 |
1000A |
|
搭載器件 |
SiC溝槽MOSFET |
|
導通電阻 |
1.5mΩ |
|
開關時間 |
導通35ns/關斷42ns |
|
開關損耗 |
導通1.5mJ/關斷 8mJ |
<模塊的導通特性>


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