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今天討論一下SiC 模塊產(chǎn)品的參數(shù)情況。

一.150KVA SiC Power Stack參考設計說明

碳化硅模塊可以給設計帶來諸多好處，如下圖，可以簡單了解一下，

圖1 SiC 模塊給設計帶來的優(yōu)勢

這種結構，可以在逆變器，儲能，光伏，電動汽車等應用中發(fā)揮優(yōu)勢。

圖2 典型SiC三相Power Stack結構說明

它具體采用了三個1200V耐壓的半橋SiC模塊，MSCSM120AM042CD3AG,驅動三個半橋的驅動器是Agile Switch 2ASC-12A1HP Gate Driver Core，峰值效率可達到98%，開關頻率能高達20kHz，采用水冷的方式。

圖3 150KVA Power Stack參數(shù)說明1

圖4 150KVA Power Stack參數(shù)說明2

圖5 150KVA Power Stack參數(shù)說明3

圖6 可以進行優(yōu)化和定制化的方面

除了現(xiàn)有設計之外，用戶還可以進行諸如機械結構，支架安裝，SiC模塊和類型，冷卻方式，電氣參數(shù)設計，輸出濾波器等方面進行改進和定制。

二.1700V SiC Power module參數(shù)說明

接下來，我們重點分析一下里面所使用的SiC模塊的特性及參數(shù)。

圖7 Phase Leg SiC Power Module產(chǎn)品類型

圖8 SiC module和驅動單元

圖9 Power Stack所用的SiC模塊單元

Phase Leg所用的是1200V，495A的SiC模塊，由圖可知，內(nèi)部的SiC mosfet并聯(lián)了SiC diode，由上下兩個SiC mosfet組成SiC半橋模塊。

圖10 SiC模塊的外形及端子

這個SiC模塊由11個端子組成，并且說明器件對ESD敏感，需要注意合適操作。

圖11 SiC 模塊的典型特性

由于內(nèi)部的SiC mosfet并聯(lián)了額外的SiC diode，其反向恢復和正向恢復特性都接近0，SiC diode的VF溫度特性是正溫度特性，后續(xù)我們也會用曲線說明。

在端子連接上，具有Kelvin發(fā)射極的連接，方便驅動回路減小寄生電感，氮化鋁的基底，也可以改善散熱性能。

圖12 SiC 模塊的優(yōu)勢及應用

由于SiC模塊是隔離的封裝，所以可以直接安裝在散熱片上。同時它具有穩(wěn)定的溫度特性，具有極低的熱阻。

圖13 極限電氣參數(shù)

這個SiC模塊是1200V的耐壓，常溫下具有495A的連續(xù)電流能力，高溫85C下具有395A的連續(xù)電流能力，但是需要注意電源端子的電流能力限制。門極驅動電壓是-10V到25V耐壓，導通電阻為5.2mohm.

圖14 電氣參數(shù)1

對于典型電氣特性來說，常溫下典型導通電阻為4.2mohm，而高溫175C結溫下，典型導通電阻為6.7mohm,高溫下的導通電阻大致是常溫的1.6倍，可同時在圖16上體現(xiàn)。同時，也可以看到門極驅動電壓門限較低，最小值為1.8V即可導通。

圖15 導通電阻隨溫度變化的變化

圖16 內(nèi)部SiC mosfet的寄生電容參數(shù)

從圖16可知內(nèi)部SiC mosfet的典型寄生電容參數(shù)，及對應的電荷參數(shù)。

圖17 內(nèi)部SiC mosfet典型開關delay時間參數(shù)

從圖17上可知內(nèi)部SiC mosfet的典型的開通delay和上升時間，及對應的關斷delay和下降時間參數(shù)，內(nèi)部的門極電阻為1ohm，其熱特性優(yōu)越，最大JC熱阻為0.074C/W.

圖18 內(nèi)部的寄生diode的典型特性

內(nèi)部SiC mosfet的寄生體二極管的正向電壓較大，為4V,給定測試條件下，其反向恢復時間為90ns，反向恢復電流為81A，反向恢復電荷為3300nC。

圖19 內(nèi)部SiC diode典型特性

內(nèi)部的并聯(lián)SiC diode的特性較好，180A測試條件下，其正向電壓為1.5V,高溫下為2.1V,其特性為正溫度系數(shù)（圖20）。同時表格也給出了電容及電荷特性，可以看出，當施加反向電壓較高時，寄生電容變小（圖21）。同時也可以看出，SiC diode的熱阻比SiC mosfet大一些。