碳化矽MOSFET寄生體二極體具有極小的反向恢復時間trr和反向恢復電荷Qrr。對於相同額定電流為900V的器件,碳化矽MOSFET寄生二極體的反向電荷僅為相同電壓規格的矽基MOSFET的5%。對於橋式電路,可以減小體二極體的死區時間和反向恢復帶來的損耗和噪聲,便於改進。開關工作頻率。碳化矽MOS具高頻高效,高耐壓,高可靠性,可以實現節能降耗,小體積,低重量,高功率密度。相對應於傳統MOSFET以及IGBT有以下優點:
1 高工作頻率:可以減小電源系統中電容以及電感或變壓器的體積,降低電源成本,讓電源實現小型化,美觀化。從而實現電源的升級換代。
2 低導通阻抗:碳化矽MOSFET單管最小內阻可以達到15毫歐,輕鬆達到能效要求,減少散熱片使用,降低電源體積和重量,電源溫度更低,可靠性更高。
3 耐壓高: 一般MOSFET耐壓900V,IGBT常見耐壓1200V
4 耐溫高:碳化矽MOSFET晶片結溫高,可靠性和穩定性大大高於傳統MOSFET
三電平電路每個橋臂由4個IGBT/MOS和6個二極體構成。三電平電路在拓撲結構上相對更為複雜,相對於傳統二電平逆變電路輸出高、低兩個電平,電路可以通過上、下管的開通輸出高、低電平,通過中間二極體的鉗位作用輸出零電平,總共三個電平狀態,因此被成為三電平電路。
當上橋臂的兩管導通,每管承受的應力平台電壓為V/2
當下橋臂的兩個管導通,每管承受的應力平台電壓為V/2
三電平可以降低開關頻率,較少開關損耗,可選用耐壓等級較低的功率元件,但缺點為元件數多,成本高,控制電路較複雜
二電平電路,工作方式是180°導通方式,每次換相都是在同一相上下兩個橋臂之間進行的。它們交替導通。在換流瞬間,為了防止同一相上下兩臂的主管同時導通而引起直流電源的短路,通常採用“先斷後通”的方法,即先給應關斷的管關斷信號,待其關斷後留一定時間裕量,然後再給應導通的管開通信號,兩者之間留一個短暫的死區時間。可以看出二電平,如果需要承受更高的電壓,就需要選用耐壓等級更高的功率元件,因此耐壓高SIC MOS的元件就成為首選。
『東芝推出2200V雙碳化矽(SiC)MOSFET模塊—MG250YD2YMS3。 新模塊採用東芝第3代SiC MOSFET晶片,其漏極電流(DC)額定值為250A,適用於光伏發電系統和儲能系統等使用DC 1500V的應用。類似上述的工業應用通常使用DC 1000V或更低功率,其功率器件多為1200V或1700V產品。
然而,預計未來幾年內DC 1500V將得到廣泛應用,因此東芝發布了業界首款2200V產品。MG250YD2YMS3具有低導通損耗和0.7V(典型值)的低漏極-源極導通電壓(傳感器)。此外,它還具有較低的開通和關斷損耗,分別為14mJ(典型值)和11mJ(典型值),與典型的矽(Si)IGBT相比降低了約90%。這些特性均有助於提高設備效率。由於MG250YD2YMS3可實現較低的開關損耗,用戶可採用模塊數量更少的兩電平電路取代傳統的三電平電路,有助於設備的小型化。』
(作者:東芝;出處:https://toshiba-semicon-storage.com/cn/company/news/news-topics/2023/08/sic-power-devices-20230829-1.html )
MG250YD2YMS3 規格書
