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效率符合汽车要求的1200V SiC二极管

星星科技指导员 来源:意法半导体 作者:意法半导体 2022-05-18 16:38 次阅读

ST一系列 1200 V 碳化硅 (SiC) 二极管认证,这些二极管的电流范围从 2 A 到 40 A,目前已投入量产。这些新产品是多年经验的结晶。ST 在​​ 10 年前推出了第一款面向大众市场的 SiC 二极管,正如我们在本博客中看到的那样,该公司凭借碳化硅的特殊性能引领了重大创新。在 1200 V 二极管领域,意法半导体的突破性成果转化为如此高效和强大的组件,它们通过了汽车行业的 AEC-Q101 认证,同时提供了市场上一些最大的节能效果。

具有史上最低正向压降的 1200 V SiC 二极管

最新的器件具有当今业界最低的正向压降 (V F ) 。由于二极管的作用是确保电流以特定方式流动,同时阻断相反方向的电流,因此当电路使用二极管时,测量电压降很重要,以了解其对电流的影响。整体效率。这在需要 1200 V SiC 二极管的应用类型中尤其重要。通过选择具有最低正向压降的器件,工程师可以使用具有较低额定值的更具成本效益的组件。由于我们谈论的是汽车或太阳能电池板等大型产品,因此节省的费用很快就会增加。

例如,我们可以采用 STPSC10H12-Y(1200 V,10 A),它在 25 ºC 时的典型 V F仅为 1.35 V,最大值为 1.50 V,而 ST 的一些主要竞争对手的测量值高出 10% 到 20%。此外,ST 器件的典型值和最大值之间的差异也最小。无论运行情况如何,这对于确保二极管性能的可重复性至关重要。这是必须在广泛的环境中运行的车辆或其他产品的基本特征。

综合性能

这种稳健性和效率还体现在 ST 的 1200 V SiC 二极管具有低漏电流 (I R )的事实,这是器件质量的代表。另一方面,它的高浪涌非重复正向电流 (I FSM )是一项资产。该值表示允许流过二极管的最大峰值电流。在 7 倍于典型正向电流 (10 A) 时,很容易理解为什么 ST 的设备已经获得汽车级认证。

然而,新型 1200 V SiC 二极管最令人印象深刻的特性之一是其 结壳热阻 (R th(jc) )。该值衡量器件将二极管工作组件产生的热量传递到封装(“外壳”)的能力,封装通常是封装的金属部分或引脚 1 周围的任意点(对于完全绝缘的封装)。

正确的妥协

在 STPSC10H12-Y 上,典型的 R th(jc)值为 0.65 ºC/W。虽然与竞争对手的差异通常很小,但这些二极管将用于要求非常高的系统,有时可能需要 10 kW。因此,散热或正向压降的最小增益会对最终设计及其性能产生惊人的影响,尤其是因为工程师的目标是 97% 至 98% 的效率。

我们可以吸取的教训是,在着手制造这些 1200 V 二极管之前,ST 彻底分析了市场,并了解客户主要追求的是极致效率。团队将选择碳化硅设备是因为需要一套完全不同的材料和解决方案的突出限制。因此,这些二极管几乎不会在极高频率下运行,而 ST 是唯一一家真正利用这一优势提供 有史以来最低V F的公司。

特别保证

另一个让 ST 二极管与众不同的“特点”是该公司有能力保证产量。十年来生产 SiC 二极管意味着 ST 可以确保流程顺利进行,无论最终产品和市场规模如何。例如,该公司有两家 1200 V 二极管的原始晶圆供应商,这意味着独立的供应链和多渠道可以保护生产免受意外事件的影响。最重要的是,意法半导体能够在内部生长外延层,这是二极管基础材料的另一个可靠来源。

1200 V 二极管正在推动电动汽车及其充电器以及太阳能电池板等越来越受欢迎的行业的创新,ST 不仅确保公司能够从新的效率水平中受益,而且保证对产品的需求永远不会由于二极管性能缺乏可重复性、良率低以及制造工艺令人失望而扼杀。

审核编辑:郭婷

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