更小、更快、更高效的900V SiC MOSFET助拓PFC

2016-04-18 世强

WOLFSPEED (原CREE Power产品)推出业界首款900V SiC MOSFET系列产品,拓展了高频电力电子应用的范围。相比于相当于硅MOSFET,这一突破900V SiC使我们的产品的新市场通过扩大我们在终端系统解决功率范围。该系列产品提供了更高的开关速率和更低的开关损耗,从而为电力电子工程师们提供了设计出更小,更快,更酷,更高效的电源解决方案可能。


新的900V SiC MOSFET系列产品极大的扩大了产品应用空间,能够更好的应对不断发展变化的应用领域,更高的直流母线电压可以覆盖250V-450V的应用领域。


PFC电路的特点是尺寸小、可高速开关。该电路属于“无桥”型,去掉了PFC中常见的整流电路,从而能够实现电路的小型化。传统的使用硅功率元件搭建的无桥PFC使用的元器件多、结构复杂,如下图1是采用cool MOS的双升压型(Dual Boost)无桥PFC。采用双升压型无桥PFC的前提是,需要且必须使用SiC材料的肖特基二极管(SBD),另外还需要使用两个大型电抗器。如图2所示的是SiC MOS搭建的无桥PFC拓扑,从图中可以看出该拓扑结构除了省去了两颗肖特基二极管,同时电抗器也由Si材料方案的两个减少为一个。从中不难看出采用SiC MOS的无桥PFC具有更加简化的电路拓扑、更具优势的BOM成本、更小的尺寸。Wolfspeed (原CREE Power产品) 900V SiC MOSFET系列产品显然是很好的选择。


Wolfspeed (原CREE Power产品)900V SiC MOSFET供多种不同封装形式供客户选择,其中既有标准工业封装TO247-3和TO220-3,还有更节约PCB空间的低阻抗表面贴装封装的D2PAK-7L。此外,采用Kelvin连接方式能够有效减少栅极振铃。


传统Si材料的无桥PFC

图1:传统Si材料的无桥PFC


 SiC无桥PFC

图2:SiC无桥PFC


相对相同规格的硅MOSFET,SiC MOSFET的导通内阻RDS(ON)只有其的1/3,也就是说在导通内阻上损耗只有Si器件的1/3。900V SiC MOSFET具有目前市场上所有900V MOSFET器件中最低的导通电阻65mΩ。另外SiC器件的开关损耗只相当于Si器件的15%。高效的特性除了直接降低能耗以外,更主要的是减少用于散热的器件,降低整个系统成本,减小系统体积。图3为同等功率等级的SiC器件和Si器件构成的PFC模块的效率。对于很多新能源或者电力领域3个百分点可能是关系到产品的合格与否。


 SiC器件与Si器件的PFC效率对比

图3:SiC器件与Si器件的PFC效率对比

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