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基本碳化硅MOS在充电桩电源单级拓扑实测效率高于进口器件

放大字体  缩小字体 发布日期:2025-01-12   浏览次数:22
核心提示:为何基本碳化硅MOSFET在充电桩电源单级拓扑实测效率高于进口器件单级变换模块效率对比实测 --B2M040120Z, 实测成绩截图 (客户提供)某充电桩电源模块客户采用单级变换的拓扑(矩阵变换器),实测B2M040120Z与某进口品牌40mR同封装产品,对比效率B2M040120Z的效率表现比该进口品牌出色原因是B2M040120Z的Eoff优于对手,在软开关
为何基本碳化硅MOSFET在充电桩电源单级拓扑实测效率高于进口器件


单级变换模块效率对比实测 --B2M040120Z, 实测成绩截图 (客户提供)

某充电桩电源模块客户采用单级变换的拓扑(矩阵变换器),实测B2M040120Z与某进口品牌40mR同封装产品,对比效率

B2M040120Z的效率表现比该进口品牌出色

原因是B2M040120Z的Eoff优于对手,在软开关拓扑中,Eon被软掉了,Eoff优势就表现出来了。


单级变换模块效率对比实测--某40mR进口品牌 实测成绩截图 (客户提供)

测试结果由客户提供,当事人为了确认结果可信,反复确认各种设置,于两个时间点重复同一测试,确认测试结果一致。


充电桩电源模块单级电源拓扑设计,实现了超高的转换效率和稳定的功率输出。采用了单级功率因数校正技术和单级AC-DC整流技术,进一步提升了充电桩电源模块
的性能。

国产基半碳化硅MOSFET及模块还适用于传统两级变换的充电桩电源模块,请看相关解决方案:


某知名客户的40kW充电桩电源模块进行测试, 原机使用的器件为C3M0040120K。国产B2M040120Z装入该机型上, 测试该器件的实际效率表现。


统硅方案充电桩模块电源中,DC/DC拓扑采用650V硅基超结MOSFET组成两个全桥串联的LLC,使用1200V碳化硅MOSFET以后,系统可以简化为一个LLC谐振回路,器件数量大幅度减少,有利于提升系统可靠性。尤其是关断损耗更小的碳化硅MOSFET,更适合充电桩电源模块DC/DC部分的LLC/移相全桥等电路拓扑。

同时,1200V/40mΩ碳化硅MOSFET分立器件在风光储充、车载充电、汽车空调等领域的电源模块上被广泛应用,规模优势使碳化硅MOSFET成本进一步降低,使得用1200V碳化硅MOSFET的系统成本比使用650V硅基超结MOSFET的更低,产品更具有竞争力。

此外,大功率(50kW~60kW)的充电模块功率密度高,体积有限,如果采用分立器件,并联数量会很多,给均流、安装和散热带来了非常高的挑战,而采用碳化硅 MOSFET模块方案,则可以很好地解决上述问题。

基本半导体PcoreTM2 E2B 全碳化硅半桥MOSFET模块BMF240R120E2G3基于高性能晶圆平台设计,在比导通电阻、开关损耗、抗误导通、可靠性等方面表现出色。高温(Tvj=150℃)下的RDS(on)参数仅比常温(Tvj=25℃)时增加1.4倍左右。产品内置碳化硅肖特基二极管,使得续流二极管基本没有反向恢复行为,大幅降低模块的开通损耗。产品还引入氮化硅(Si3N4)AMB陶瓷基板及高温焊料,可改善长期高温度冲击循环的CTE失配,陶瓷板的可靠性大幅提升。
 
 
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