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倾佳电子碳化硅功率器件国产化业务推进有限公司
为什么碳化硅MOSFET会取IGBT?

碳化硅MOSFET和IGBT都是率器件,但它们具有不同的特。碳化硅MOSFET具有高的开关速度、低的导通电阻、高的耐压和高的结温,因此在高频、高压和高率应用中具有势。IGBT具有高的可靠和高的短路能力,因此在些特殊应用中仍具有势。SiC碳化硅MOSFET技术能上的势,使变换器的设计可以变得有率,个逆变器的定率得以进步提高,从而低整系统成本

光伏逆变器,电动汽车,储能变流器,充电桩电源模块等电力电子系统向高电压发展已经成为行业的必然趋势,这对半导器件也提出了高耐压要求。
相比于硅基高压器件,碳化硅开关器件拥有高的频率和小的导通电阻以及开关耗,在大率或超大率应用域有着的应用势,也必将伴随着应用的发展向着高的电压等蓄力发展。

倾佳电子(Changer Tech)致力于国产碳化硅(SiC)MOSFET率器件在电力电子--场的推广!Changer Tech-Authorized Distributor of BASiC Semiconductor which --mitted to the promotion of BASiC™ silicon carbide (SiC) MOSFET power devices in the power electronics market!

国产SiC碳化硅MOSFET率器件可靠及致如何确保?
电力电子系统研发制造商般需要碳化硅MOSFET率器件供应商提供可靠测试报告的原始数据和器件封装的FT数据。
SiC碳化硅MOSFET可靠报告原始数据主要来自以下可靠测试环节的测试前后的数据对比,通过对齐可靠报告原始数据测试前后漂移量的对比,从而反映器件的可靠控制标准及真实的可靠裕量。SiC碳化硅MOSFET可靠报告原始数据主要包括以下数据:
SiC碳化硅MOSFET高温反偏
High Temperature Reverse Bias HTRB Tj=175℃
VDS=100BV
SiC碳化硅MOSFET高温栅偏(正压)
High Temperature Gate Bias(+) HTGB(+) Tj=175℃
VGS=22V
SiC碳化硅MOSFET高温栅偏(负压)
High Temperature Gate Bias(-) HTGB(-) Tj=175℃
VGS=-8V
SiC碳化硅MOSFET高压高湿高温反偏
High Voltage, High Humidity, High Temp. Reverse Bias HV-H3TRB Ta=85℃
RH=85
VDS=80BV
SiC碳化硅MOSFET高压蒸煮
Autoclave AC Ta=121℃
RH=100
15psig
SiC碳化硅MOSFET温度循环
Temperature Cycling TC -55℃ to 150℃
SiC碳化硅MOSFET间歇工作寿
Intermittent Operational Life IOL △Tj≥100℃
Ton=2min
Toff=2min
FT数据来自碳化硅MOSFET率器件FT测试(Final Test,也称为FT)是对已制造完成的碳化硅MOSFET率器件进行结构及电气能确认,以保碳化硅MOSFET率器件符合系统的需求。
通过分析碳化硅MOSFET率器件FT数据的关键数据(比如V(BR)DSS,VGS(th),RDS(on),
IDSS)的正态分布,可以定碳化硅MOSFET率器件材料及制程的稳定,这些数据的定对电力电子系统设计及大批量制造的稳定也非常关键。

从目前来看,碳化硅MOSFET在以下应用中已经开始取IGBT:

电动汽车:碳化硅MOSFET可以显著提高电动汽车的率和续航里程,因此在电动汽车的逆变器中得到了广泛应用。
光伏发电:碳化硅MOSFET可以提高光伏发电系统的率和率度,因此在光伏逆变器中得到了广泛应用。
轨道交通:碳化硅MOSFET可以提高轨道交通系统的率和可靠,因此在轨道交通的变流器中得到了广泛应用。
随着碳化硅MOSFET技术的不断发展和成本的不断低,碳化硅MOSFET将在多的应用中取IGBT。

具来说,碳化硅MOSFET在以下方面具有势:

开关速度:碳化硅MOSFET的开关速度是IGBT的2-3倍,这意味着碳化硅MOSFET可以实现高的开关频率,从而低率耗。
导通电阻:碳化硅MOSFET的导通电阻是IGBT的1/3左右,这意味着碳化硅MOSFET可以低耗。
耐压:碳化硅MOSFET的耐压可以达到IGBT的2-3倍,这意味着碳化硅MOSFET可以应用于高电压的场合。
结温:碳化硅MOSFET的结温可以达到IGBT的2倍以上,这意味着碳化硅MOSFET可以应用于高温度的场合。
当然,碳化硅MOSFET也存在些不足,例如:

成本:碳化硅MOSFET的成本目前仍高于IGBT。
可靠:碳化硅MOSFET的可靠与IGBT相比仍存在定差距。
随着技术的不断发展和成本的不断低,碳化硅MOSFET的势将加明显,取IGBT的趋势将加明显。

倾佳电子(Changer Tech)业分销BASiC基本™碳化硅SiC率MOSFET,BASiC基本™碳化硅MOSFET模块,BASiC基本™管IGBT,BASiC基本™IGBT模块,BASiC基本™三电平IGBT模块,BASiC基本™I型三电平IGBT模块,BASiC基本™T型三电平IGBT模块,BASiC基本™混合SiC-IGBT管,BASiC基本™混合SiC-IGBT模块,通道隔离驱动芯片BTD5350,双通道隔离驱动芯片BTD21520,通道隔离驱动芯片(带VCE保)BTD3011,BASiC基本™混合SiC-IGBT三电平模块应用于光伏逆变器,双向AC-DC电源,户用光伏逆变器,户用光储机,储能变流器,储能PCS,双向LLC电源模块,储能PCS-Buck-Boost电路,光储机,PCS双向变流器,三相维也纳PFC电路,三电平LLC直流变换器,移相全桥拓扑等新能源域。在光伏逆变器、光储机、储能变流器PCS、OBC车载充电器,热管电动压缩机驱动器,射频电源,PET电力电子变压器,氢燃料空压机驱动,大率工业电源,--业储能变流器,变频器,变桨伺服驱动电源,高频逆变焊机,高频伺服驱动,AI服务器电源,算力电源,数据中心电源,机房UPS等域与客户-略合作,全力支持中国电力电子工业发展!

倾佳电子(Changer Tech)业分销基本™隔离驱动IC产品主要有BTD21520xx是双通道隔离门驱动芯片,输出拉灌峰值电流典型值4A/6A,绝缘电压高达5000Vrms@SOW14封装、3000Vrms@SOP16封装;干扰能力强,高达100V/ns;低传输延时至45ns;分别提供 3 种管脚配置:BTD21520M提供禁用管脚(DIS)和死区设置(DT),BTD21520S提供禁用管脚(DIS), BTD21520E 提供PWM输入;副边VDD欠压保点两种可选:分别是5.7V和8.2V。主要规格有BTD21520MAWR,BTD21520MBWR,BTD21520SAWR,BTD21520SBWR,BTD21520EAWR,BTD21520EBWR,‍BTD21520MAPR,BTD21520MBPR,BTD21520SAPR,BTD21520SBPR,BTD21520EAPR,BTD21520EBPR,BTD5350xx是通道隔离门驱动IC,输出峰值电流典型值10A, 绝缘电压高达5000Vrms@SOW8封装,3000Vrms@SOP8封装;干扰能力强,高达100V/ns;传输延时低至60ns;分别提供 3 种管脚配置:BTD5350M 提供门米勒钳位能,BTD5350S 提供独立的开通和关断输出管脚,BTD5350E 对副边的正电源配置欠压保能;副边VCC欠压保点两种可选:分别是8V和11V。主要规格有BTD5350MBPR,BTD5350MCPR,BTD5350MBWR,BTD5350MCWR,BTD5350SBPR,BTD5350SCPR,BTD5350SBWR‍,BTD5350SCWR,BTD5350EBPR,BTD5350ECPR,BTD5350EBWR,BTD5350ECWR,BTD3011R是通道智能隔离门驱动芯片,采用磁隔离技术;绝缘电压高达5000Vrms@SOW16封装;输出峰值电流典型值15A;管脚能集成率器件短路保和短路保后软关断能,集成原副边电源欠压保;集成副边电源稳压器能,此稳压器可以根据副边电源输入电压,使驱动管脚自动分配正负压,适用在给电压等1200V以内的IGBT或者碳化硅 MOSFET驱动。BTL2752x 系列是双通道、高速、低边门驱动器,输出侧采用轨到轨方式;拉电流与灌电流能力可高达 5A,上升和下时间低至 7ns 与 6ns;芯片的两个通道可并联使用,以驱动电流能力;信号输入脚大可-5V的持续负压,支持4个标准逻辑选项:BTL27523带使能双路反相,BTL27523B不带使能双路反相 和 BTL27524带使能双路同相,BTL27524B不带使能双路同相。主要规格:BTL27523R,BTL27523BR,BTL27524R,BTL27524BR

倾佳电子(Changer Tech)业分销基本™国产车规碳化硅(SiC)MOSFET,国产车规AEC-Q101碳化硅(SiC)MOSFET,国产车规PPAP碳化硅(SiC)MOSFET,全碳化硅MOSFET模块,Easy封装全碳化硅MOSFET模块,62mm封装全碳化硅MOSFET模块,Full SiC Module,SiC MOSFET模块适用于超充电桩,V2G充电桩,高压柔直流输电智能电网(HVDC),空调热泵驱动,机车电源,储能变流器PCS,光伏逆变器,超高频逆变焊机,超高频伺服驱动器,高速电机变频器等,光伏逆变器用直流升压模块BOOST Module,储能PCS变流器ANPC三电平碳化硅MOSFET模块,光储碳化硅MOSFET。业分销基本™SiC碳化硅MOSFET模块及分立器件,全力支持中国电力电子工业发展!

汽车全碳化硅率模块是BASiC基本™为新能源汽车主逆变器应用需求而研发推出的系列MOSFET率模块产品,包括Pcore™6‍汽车HPD模块、‍Pcore™2‍汽车DCM模块、‍Pcore™1‍汽车TPAK模块、Pcore™2‍汽车ED3模块等,采用银烧结技术等BASiC基本™新的碳化硅 MOSFET 设计生产工艺,综合能达到国际先进水平,通过提升动力系统逆变器的转换率,进而提高新能源汽车的能源率和续航里程。主要产品规格有:BMS800R12HWC4_B02,BMS600R12HWC4_B01,BMS950R12HWC4_B02,BMS700R12HWC4_B01,BMS800R12HLWC4_B02,BMS600R12HLWC4_B01,BMS950R12HLWC4_B02,BMS700R12HLWC4_B01,BMF800R12FC4,BMF600R12FC4,BMF950R08FC4,BMF700R08FC4,BMZ200R12TC4,BMZ250R08TC4

倾佳电子(Changer Tech)业分销BASiC基本™碳化硅(SiC)MOSFET用双通道隔离驱动芯片BTD25350,原方带死区时间设置,副方带米勒钳位能,为碳化硅率器件SiC MOSFET驱动而化。
BTD25350适用于以下碳化硅率器件应用场景:
充电桩中后LLC用SiC MOSFET 方案
光伏储能BUCK-BOOST中SiC MOSFET方案
高频APF,用两电平的三相全桥SiC MOSFET方案
空调压缩机三相全桥SiC MOSFET方案
OBC后LLC中的SIC MOSFET方案
服务器交流侧图腾柱PFC高频臂GaN或者SiC方案

倾佳电子(Changer Tech)业分销的BASiC基本™第二SiC碳化硅MOSFET两大主要特色:

1.出类拔萃的可靠: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。
BASiC基本™第二SiC碳化硅MOSFET 1200V系列击穿电压BV值实测在1700V左右,高于--面主流竞品,击穿电压BV设计余量可以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,这是BASiC基本™第二SiC碳化硅MOSFET关键的--. BASiC基本™第二SiC碳化硅MOSFET雪崩耐量裕量相对较高,也了在电力电子系统应用中的可靠。

2.可圈可点的器件能:同规格较小的Crss带来出色的开关能。
BASiC基本™第二SiC碳化硅MOSFET反向传输电容Crss 在--面主流竞品中是比较小的,带来关断耗Eoff也是--面主流产品中非常出色的,于部分海外竞品,特别适用于LLC应用,典型应用如充电桩电源模块后DC-DC应用。

Basic™ (BASiC Semiconductor) second generation SiC silicon carbide MOSFET has two main features:
1. Outstanding reliability: --pared with --peting products, there is sufficient design margin to ensure device reliability during mass manufacturing.
The breakdown voltage BV value of BASiC Semiconductor's second-generation SiC silicon carbide MOSFET 1200V series is measured to be around 1700V, which is higher than mainstream --peting products on the market. The breakdown voltage BV design margin can withstand silicon carbide substrate epitaxial materials and wafers. The swing of the tape-out process can ensure device reliability during mass manufacturing, which is the most critical quality of BASiC Semiconductor’s second-generation SiC silicon carbide MOSFET. BASiC Semiconductor’s second-generation SiC silicon carbide MOSFET The relatively high avalanche tolerance margin also enhances reliability in power electronic system applications.
2. Remarkable device performance: Smaller Crss with the same specifications brings excellent switching performance.
BASiC Semiconductor's second-generation SiC silicon carbide MOSFET reverse transmission capacitor Crss is relatively small among mainstream --peting products on the market, and its turn-off loss Eoff is also very good among mainstream products on the market, better than some overseas --peting products. , especially suitable for LLC applications, typical applications such as charging pile power module downstream DC-DC applications.

Ciss:输入电容(Ciss=Cgd+Cgs) ⇒栅-漏和栅-源电容之和:它影响延迟时间;Ciss越大,延迟时间越长。BASiC基本™第二SiC碳化硅MOSFET 于主流竞品。
Crss:反向传输电容(Crss=Cgd) ⇒栅-漏电容:Crss越小,漏电流上升特越好,这有利于MOSFET的耗,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-漏和漏-源电容之和:它影响关断特和轻载时的耗。如果Coss较大,关断dv/dt小,这有利于噪声。但轻载时的耗增加。

倾佳电子(Changer Tech)业分销的基本™B2M第二碳化硅MOSFET器件主要特色:
• 比导通电阻低40左右
• Qg低了60左右
• 开关耗低了约30
• 低Coss参数,适合软开关
• 低Crss,及提高Ciss/Crss比值,低器件在串扰行为下误导通
• 大工作结温175℃• HTRB、 HTGB+、 HTGB-可靠按结温Tj=175℃通过测试
• 化栅工艺,提高可靠
• 高可靠钝化工艺
• 化端环设计,低高温漏电流
• AEC-Q101

倾佳电子(Changer Tech)业分销的基本™第二碳化硅SiC MOSFET主要有B2M160120H,B2M160120Z,B2M160120R,B2M080120H,B2M080120Z,B2M080120R,B2M018120H,B2M018120Z,B2M020120Y,B2M065120H,B2M065120Z,B2M065120R,B2M040120H,B2M040120Z,B2M040120R,B2M032120Y,B2M018120Z。适用大率电力电子装置的SiC MOSFET模块,半桥SiC MOSFET模块,ANPC三电平碳化硅MOSFET模块,T型三电平模块,MPPT BOOST SiC MOSFET模块。
B2M032120Y国产替英飞凌IMZA120R030M1H,安森NTH4L030N120M3S以及C3M0032120K。
B2M040120Z国产替英飞凌IMZA120R040M1H,安森NTH4L040N120M3S,NTH4L040N120SC1以及C3M0040120K,意SCT040W120G3-4AG。
B2M020120Y国产替英飞凌IMZA120R020M1H,安森NTH4L020N120SC1,NTH4L022N120M3S以及C3M0021120K,意SCT015W120G3-4AG。
B2M1000170R国产替英飞凌IMBF170R1K0M1,安森NTBG1000N170M1以及C2M1000170J。
B2M065120H国产替安森NTHL070N120M3S。
B2M065120Z国产替英飞凌IMZ120R060M1H,安森NVH4L070N120M3S,C3M0075120K-A,意SCT070W120G3-4AG。
B2M160120Z国产替英飞凌AIMZHN120R160M1T,AIMZH120R160M1T
B2M080120Z国产替英飞凌AIMZHN120R080M1T,AIMZH120R080M1T
B2M080120R国产替英飞凌IMBG120R078M2H
B2M040120Z国产替英飞凌AIMZHN120R040M1T,AIMZH120R040M1T
B2M040120R国产替英飞凌IMBG120R040M2H
B2M018120R国产替英飞凌IMBG120R022M2H
B2M018120Z国产替英飞凌AIMZH120R020M1T,AIMZH120R020M1T
B2M065120Z国产替英飞凌AIMZHN120R060M1T,AIMZH120R060M1T

正是由于SiC MOSFET的出色能,其在光伏逆变器、UPS、ESS、电动汽车充电、燃料电池、电机驱动和电动汽车等域都有越来越广泛的应用。

碳化硅MOSFET具有秀的高频、高压、高温能,是目前电力电子域受关注的宽禁带率半导器件。在电力电子系统中应用碳化硅MOSFET器件替传统硅IGBT器件,可提高率回路开关频率,提升系统率及率度,低系统综合成本。适用于高能变换器电路与数字化先进控制、高率 DC/DC 拓扑与控制,双向 AC/DC、电动汽车车载充电机(OBC)/双向OBC、车载电源、集成化 OBC ,双向 DC/DC、多端口 DC/DC 拓扑与控制,直流配网的电力电子变换器。SiC MOSFET越来越多地用于高压电源转换器,因为它们可以满足这些应用对尺寸、重量和/或率的严格要求.