BASiC基半第二代SiC碳化硅MOSFET在光逆变器及光储一体机中的应用
适用于光逆变器及光储一体机的国产高可靠性碳化硅(SiC)MOSFET-倾佳电子分销
BASiC基半第二代SiC碳化硅MOSFET体二极管的通流能力表现优异，在MPPT接反时能够承受的持续电流更大。
BASiC基半B2M040120Z体二极管相对于主流竞品管压降在常温和高温时的管压降要更低，在光伏电池板全部反接后，能够承受的续流电流更大。
BASiC基半第二代SiC碳化硅MOSFET两大主要特色：
1.出类拔萃的可靠性：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性。
BASiC基半第二代SiC碳化硅MOSFET 1200V系列击穿电压BV值实测在1700V左右，高于市面主流竞品，击穿电压BV设计余量可以抵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性，这是BASiC基半第二代SiC碳化硅MOSFET关键的.
2.可圈可点的器件性能：同规格较小的Crss带来出色的开关性能。
BASiC基半第二代SiC碳化硅MOSFET反向传输电容Crss 在市面主流竞品中是比较小的，带来关断损耗Eoff也是市面主流产品中非常出色的，优于部分海外竞品，特别适用于LLC应用.
Ciss：输入电容（Ciss＝Cgd＋Cgs） ⇒栅极-漏极和栅极-源极电容之和：它影响延迟时间；Ciss越大，延迟时间越长。BASiC基半第二代SiC碳化硅MOSFET 优于主流竞品。
Crss：反向传输电容（Crss＝Cgd） ⇒栅极-漏极电容：Crss越小，漏极电流上升特性越好，这有利于MOSFET的损耗，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）⇒栅极-漏极和漏极-源极电容之和：它影响关断特性和轻载时的损耗。如果Coss较大，关断dv／dt减小，这有利于噪声。但轻载时的损耗增加。
BASiC基半第二代碳化硅MOSFET系列新品基于6英寸晶圆平台进行开发，比上一代产品在系数因
子（FOM=Qg*Rdson）、开关损耗以及可靠性等方面表现更为出色。同时，B2M SiC MOSFET系列产
品的封装更为丰富，以更好满足客户需求。
同时，BASiC今年将会推出更大导通电流、更低导通电阻以及更高耐压的1200V 18mΩ 和2000V
24mΩ SiC MOSFET系列产品，并开发了2000V 40A SiC SBD进行配合使用。
基半B2M第二代碳化硅MOSFET器件主要特色：
• 比导通电阻降低40%左右
• Qg降低了60%左右
• 开关损耗降低了约30%
• 降低Coss参数，更适合软开关
• 降低Crss，及提高Ciss/Crss比值,降低器件在串扰行为下误导通风险
• 工作结温175℃• HTRB、 HTGB+、 HTGB-可靠性按结温Tj=175℃通过测试
• 优化栅氧工艺，提高可靠性
• 高可靠性钝化工艺
• 优化终端环设计，降低高温漏电流
• AEC-Q101
组串式逆变器是基于模块化概念基础上的，每个光伏组串通过一个逆变器，多块电池板组成一个组串，接入小功率单相逆变器在直流端具有功率峰值跟踪，在交流端并联并网，已成为现在市场上的逆变器。拓扑结构采用DC－DC－BOOST升压（MPPT）和DC－AC全桥逆变两级电力电子器件变换，防护等级一般为IP65。体积较小，可室外壁挂式安装。
组串光伏逆变器有多路MPPT，每路MPPT器件选型为B2M035120YP*1（电流能力更大，支持更高功率的光伏电池板接入），或者B2M040120Z*1+碳化硅肖特基二极管B2D30120HC1,B3D30120HC,B2D30120H1,B3D30120H.
（1）MPPT选择基半SiC碳化硅功率器件方案的逻辑：
组串式逆变器早期旧方案中的开关管需要用两颗40A/1200V IGBT并联或者75A/1200V IGBT，升压二极管是1200V 60A Si FRD，开关管的开关频率只有16kHz~18kHz
而新方案选用基半第二代SiC碳化硅MOSFET开关频率为40kHz，且单路MPPT不用并联开关器件，同时大幅度减小了磁性元件的体积和成本，并且SiC MOSFET的壳温100℃，提升了系统可靠性。
系统厂商评估过采用基半第二代SiC碳化硅MOSFET，系统成本可以计算的过来。
（2）选用基半第二代SiC碳化硅MOSFET的原因
组串式逆变器单路MPPT的有效值为32A，并考虑开关损耗因素，使用B2M035120YP*1（电流能力更大，支持更高功率的光伏电池板接入），或者B2M040120Z*1可以完成任务。工商业主要采用210组件，功率密度还在提升。B2M035120YP*1（电流能力更大，支持更高功率的光伏电池板接入），或者B2M040120Z*1的门极电阻：Rgon=Rgoff=10Ω，驱动电压：-4V/18V.
（3）光储一体机储能用双向Buck-Boost DC/DC变换器，选用B2M035120YP（电流能力更大）或者B2M040120Z替代IGBT器件，提升Buck-Boost DC/DC变换开关频率到40-60KHz，大幅度减小了磁性元件的体积和成本.
LLC，移相全桥等应用实现ZVS主要和Coss、关断速度和体二极管压降等参数有关。Coss决定所需谐振电感储能的大小，值越大越难实现ZVS；更快的关断速度可以减少对储能电感能量的消耗，影响体二极管的续流维持时间或者开关两端电压能达到的值；因为续流期间的主要损耗为体二极管的导通损耗.在这些参数方面，B2M第二代碳化硅MOSFET跟竞品比，B2M第二代碳化硅MOSFET的Coss更小，需要的死区时间初始电流小；B2M第二代碳化硅MOSFET抗侧向电流触发寄生BJT的能力会强一些。B2M第二代碳化硅MOSFET体二极管的Vf和trr 比竞品有较多优势，能减少LLC里面Q2的硬关断的风险。综合来看，比起竞品，LLC，移相全桥应用中B2M第二代碳化硅MOSFET表现会更好.
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碳化硅MOSFET具有的高频、高压、高温性能，是目前电力电子领域受关注的宽禁带功率半导体器件。在电力电子系统中应用碳化硅MOSFET器件替代传统硅IGBT器件，可提高功率回路开关频率，提升系统效率及功率密度，降低系统综合成本。
基半第二代碳化硅MOSFET系列新品基于6英寸晶圆平台进行开发，比上一代产品在比导通电阻、开关损耗以及可靠性等方面表现更为出色。在原有TO-247-3、TO-247-4封装的产品基础上，基半还推出了带有辅助源极的TO-247-4-PLUS、TO-263-7及SOT-227封装的碳化硅MOSFET器件，以更好地满足客户需求。
基半第二代碳化硅MOSFET亮点
更低比导通电阻：第二代碳化硅MOSFET通过综合优化芯片设计方案，比导通电阻降低约40%，产品性能显著提升。
更低器件开关损耗：第二代碳化硅MOSFET器件Qg降低了约60%，开关损耗降低了约30%。反向传输电容Crss降低，提高器件的抗干扰能力，降低器件在串扰行为下误导通的风险。
更高可靠性：第二代碳化硅MOSFET通过更高标准的HTGB、HTRB和H3TRB可靠性考核，产品可靠性表现出色。
更高工作结温：第二代碳化硅MOSFET工作结温达到175°C，提高器件高温工作能力。
碳化硅 (SiC) MOSFET出色的材料特性使得能够设计开关单极兴器件，替代升级双极性 IGBT （绝缘栅双极晶体管）开关。碳化硅 (SiC) MOSFET替代IGBT可以得到更高的效率、更高的开关频率、更少的散热和节省空间——这些好处反过来也降低了总体系统成本。SiC-MOSFET的Vd-Id特性的导通电阻特性呈线性变化，在低电流时SiC-MOSFET比IGBT具有优势。
与IGBT相比，SiC-MOSFET的开关损耗可以大幅降低。采用硅 IGBT 的电力电子装置有时不得不使用三电平拓扑来优化效率。当改用碳化硅 (SiC) MOSFET时，可以使用简单的两级拓扑。因此所需的功率元件数量实际上减少了一半。这不仅可以降低成本，还可以减少可能发生故障的组件数量。SiC MOSFET 不断改进，并越来越多地加速替代以 Si IGBT 为主的应用。
