1,200V SiC MOSFET 提供更高的性能

英飞凌科技股份公司通过推出具有增强功能的 M1H 技术 1,200-V SiC MOSFET扩展了其CoolSiC产品组合。这些器件将采用 .XT 互连技术以 Easy 模块和分立封装形式提供。应用包括太阳能系统、快速电动汽车充电、储能系统和其他工业应用。

英飞凌 SiC 副总裁 Peter Friedrichs 在视频演示中表示，英飞凌正在为模块和分立元件引入具有增强热性能的新封装功能，新的 M1H 技术衍生产品还为栅极操作提供了扩展的操作窗口。

Friedrichs 强调，新的 M1H 变体是对先前 M1 技术的升级，具有相同的基本设备概念，因此单元布局或单元尺寸没有变化。他还指出，分立器件和模块的产品数量将显着增加。参考板也将添加到产品组合中。

弗里德里希斯说，CoolSiC 基础技术最重要的进步之一是其显着更大的栅极操作，可以提高给定裸片尺寸的导通电阻。他说，借助 M1H 技术，英飞凌甚至可以在最高开关频率下提供低至 –10 V 的栅极电压的完整窗口。

英飞凌表示，更宽的栅极工作电压范围还有助于解决栅极上与驱动器和布局相关的电压峰值。

此外，数据表现在提供了有关栅极-源极电压的更多详细信息，包括 –10 V 至 23 V 的最大瞬态电压和 –7 V 至 20 V 的最大静态电压，以及推荐的栅极电压。“与过去一样，推荐的栅极电压是我们认为在总损耗和可靠性方面可以达到的最佳性能，”Friedrichs 说。

CoolSiC M1H 技术提供更广泛的栅极电压选择。（来源：英飞凌科技）

Friedrichs 说，M1H 技术的另一个特点是在给定裸片尺寸的情况下改进了 R DS(on) [导通电阻]。“在工作温度下，与上一代 [M1] 相比，这种新技术衍生产品现在可以将R DS(on)降低约 12% 。”

在相同芯片尺寸下，M1H 技术比上一代 M1 器件的 RDS(on) 提高了 12%。（来源：英飞凌科技）

模块升级

M1H 技术将集成到英飞凌的 Easy 模块系列中，以改进 Easy 1B 和 2B 模块。此外，英飞凌正在推出配备 1,200-V CoolSiC MOSFET 的全新 Easy 3B 模块，该模块可提供 175°C 的最高临时结温，以提供更大的过载能力。这可以实现更高的功率密度和故障事件的覆盖范围。

Easy 3B 模块中的英飞凌 CoolSiC M1H SiC MOSFET。（图片：英飞凌科技）

弗里德里希斯说，Easy 3B 的尺寸是 Easy 2B 的两倍，并且能够使功率处理能力增加一倍。

“我们现在推出了新的裸片尺寸，这使我们在设计特定产品和具有广泛额定功率的特定拓扑方面具有更大的灵活性：我们从最大裸片中的 13 mΩ 开始，一直到 55 mΩ，”他说。“电源模块的另一个新增功能是短期过载能力，我们可以在高达 175˚C 的结温下运行设备。当然，这对于管理某些过载或压力负载非常重要。”

与其前身 M1 相比，英飞凌还对 M1H 模块的内部栅极电阻 (RG) 进行了更改，从 4 Ω 增加到 8 Ω，从而优化了开关行为。Friedrichs 表示，这为客户提供了更快、更容易的设计，同时在两种变体的开启和关闭中保持相同的基本行为。

英飞凌计划推出具有多种拓扑结构的大量 Easy 模块配置组合。其中包括半桥、全桥、SixPACK、升压器和三电平模块。

低欧姆分立封装

除了升级 Easy 模块系列外，英飞凌还在 TO 封装中添加了低电阻分立 SiC MOSFET，该封装使用了公司的 .XT 技术，该技术之前在 D2PAK-7L 封装中引入。CoolSiC MOSFET 1,200-V M1H 产品组合包括采用TO247-3和TO247-4分立式封装的 7 mΩ、14 mΩ 和 20 mΩ 全新超低导通电阻。

采用 TO247 封装的英飞凌 CoolSiC M1H 1200-V SiC MOSFET。（来源：英飞凌科技）

Friedrichs 说，新的 SiC MOSFET 易于设计，尤其是由于栅极电压过冲和下冲，新的最大栅极-源极电压低至 –10 V。此外，它们还具有雪崩和短路能力规格。

Friedrichs 表示，这些新型器件包括一个导通电阻为 7 mΩ 的器件，它在 TO 封装的单一产品配置中提供了最低的导通电阻，电压为 1,200 V。7-mΩ 器件的额定功率可高达 30 kW，14-mΩ 和 20-mΩ 器件的额定功率可高达 15 kW 至 22 kW。

Friedrichs 说，低欧姆部件的最大好处之一是用户无需并联即可在单个封装中实现某些额定功率，因此可以实现更大的功率和更轻的重量。

此外，与标准互连相比，.XT 互连技术将散热能力提高了 30%，Friedrichs 说。他补充说，这为用户提供了各种优化，例如增加输出电流、增加开关频率或降低结温，以提高预期寿命。

.XT 互连提供高达 30% 的高散热能力。（图片：英飞凌科技）

这意味着由于开关频率的增加，热导率提高了 15%，或者无源元件的数量减少了。此外，英飞凌表示，在不改变系统工作条件的情况下，.XT 技术将降低 SiC MOSFET 结温，从而显着提高系统寿命和功率循环能力。

优点包括结壳热阻 (R thjc ) 降低 >25%，结壳热阻 (Z thjc )降低 >45% ，以及更低的热机械应力，这也提高了功率循环能力，弗里德里希斯说。

模块和离散变体现已上市。其中包括使用 1,200-V CoolSiC MOSFET 的新型 Easy 3B 模块和采用 .XT 互连的低电阻 TO247 分立器件。

审核编辑 黄昊宇