SiC功率模块下的ROHM逆变器产品

分享到:

在现代能源基础设施中,电力电子技术仍以过去几十年的陈旧技术为基础。硅材料在很多方面已经接近其理论性能极限,因此业界在不断寻找新的半导体元器件材料,以期从根本上提升转化和利用电力的效率。
 
SiC功率器件作为可显著减少功率转换损耗的关键器件而得到业界的广泛关注,其供应商以美国Cree、日本ROHM等公司为典型代表。2010年,ROHM率先宣布量产SiC MOSFET产品,开始了这一产品的市场化进程。近年来,ROHM不断推进SiC领域的创新研究,在进一步降低功率损耗方面寻求不断突破。
 
2
 
SiC功率器件有什么优势?
 
对于SiC来说,它是具有成本效益的大功率高温半导体器件是应用于微电子技术的基本元件。SiC是宽带隙半导体材料,与Si相比,它在应用中具有诸多优势。由于具有较宽的带隙,SiC器件的工作温度可高达 600℃,而Si器件的最高工作温度局限在175℃。SiC器件的高温工作能力降低了对系统热预算的要求。此外,SiC器件还具有较高的热导率、高击穿电场强度、高饱和漂移速率、高热稳定性和化学惰性,其击穿电场强度比同类Si器件要高。可以说随着技术的发展,SiC的发展前景是十分明朗的!
 
3
 
功率元件SiC器件的应用现状
 
随着现代电力电子技术的高频大功率化的发展,开关器件在应用中潜在的问题越来越凸出,开关过程引起的电压、电流过冲,影响到了逆变器的工作效率和工作可靠性。为解决以上问题,过电流保护、散热及减少线路电感等措施被积极采用,缓冲电路和软开关技术也得到了广泛的研究,取得了迅速的进展。利用功率元件能够很好地解决上述的问题。
  1. SiC器件在高温环境中的应用
  2. SiC器件的微波应用
  3. SiC智能功率器件在电力系统中的应用
  4. SIC器件发展助力新能源汽车产业技术革新

碳化硅(SIC)功率器件具有其高转换效率、高功率密度、高温稳定性、低功率损耗等特性。其技术在电动汽车的应用使得汽车轻量化效果显著,能够有效提升电动车10%以上的续航里程,减少80%的电控系统体积。碳化硅技术在在汽车领域的应用备受国内外汽车厂商的关注,有望成为新能源汽车产业发展的主要技术突破口。

 

3

 

ROHM扩充“全SiC”功率模块产品阵容 支持1200V/300A

本产品通过ROHM独有的模块内部结构及散热设计优化,实现了600A额定电流,由此,在工业设备用大容量电源等更大功率产品中的应用成为可能。另外,与普通的同等额定电流的IGBT模块相比,开关损耗降低了64%(芯片温度150℃时),这非常有助于应用的进一步节能。不仅如此,由于可高频驱动,还有利于外围元器件和冷却系统等的小型化。例如,根据冷却机构中的损耗仿真进行计算,与同等额定电流的IGBT模块相比,使用SiC模块可使水冷散热器的体积减少88%

4

<实现更大电流的技术要点>
1. 封装内部电感显著降低
开关损耗vs. 浪涌电压
随着功率模块产品的额定电流越来越大,开关工作时的浪涌电压变大,因此需要降低封装内部的电感。此次的新产品通过优化内置的SiC元器件配置、内部版图及引脚结构等,内部电感比以往产品低约23%。同时,开发了相同损耗时的浪涌电压比以往封装低27%的G型新封装,从而成功实现额定电流400A、600A的产品。而且,在同等浪涌电压驱动条件下,采用新封装可降低24%的开关损耗。
 
4
 
2. 封装的散热性能显著提升
外壳-散热片间热阻
要实现额定600A的大电流,不仅需要降低内部电感,还需要优异的散热性能。新产品提高了对模块的散热性影响显著的底板部分的平坦性,从而使底板和客户安装的冷却机构间的热阻减少57%。
 
继续阅读
ROHM开始提供业界先进的“模拟数字融合控制”电源——LogiCoA™电源解决方案

全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)面向中小功率(30W~1kW级)的工业设备和消费电子设备,开始提供LogiCoA™电源解决方案,该解决方案能以模拟控制电源*1级别的低功耗和低成本实现与全数字控制电源*2同等的功能。

隧道二极管技术:全球发展及未来探索

隧道二极管作为关键半导体器件,在高速开关、高频振荡等领域发挥重要作用。材料科学、纳米技术的发展将推动其技术革新,实现性能提升。同时,集成化、微型化及智能化发展也是未来重要方向。国际上隧道二极管研究集中在材料优化、制造工艺提升等方面,国内也呈现出蓬勃态势。

隧道二极管技术突破:性能提升与难点攻克新路径

隧道二极管基于隧穿效应工作,需精确控制材料、掺杂和几何结构以提升性能。然而,其热稳定性差、电路设计复杂、脉冲幅度小以及制造难度高限制了应用。为解决这些问题,需研究新材料、工艺以降低生产成本并提高稳定性。

隧道二极管:隧穿效应揭秘,负阻特性引领新应用

隧道二极管,利用量子力学中的隧穿效应工作,其核心结构是高度掺杂的p-n结,形成了非常窄的耗尽区。在电压作用下,电子能够直接通过量子隧穿效应穿越耗尽区,形成独特的非线性电流-电压关系,表现为负微分电阻效应。这使得隧道二极管在高频振荡、放大、高速开关及低噪声器件等方面具有独特应用优势。

碳化硅比热容:技术现状与未来发展方向探析

碳化硅(SiC)的比热容是其关键物理性质,随温度变化而展现独特优势,尤其在高温应用中。当前,通过实验测定和理论计算,科学家们已对碳化硅的比热容进行了深入研究,揭示了其随温度升高的增大趋势及受纯度、晶粒大小、制备工艺影响的规律。