傾佳電子楊茜以6.6 KW雙向OBC(內置3KW DC/DC )應用為例做BASiC基本股份碳化硅MOSFET B3M040065和超結MOSFET OSG60R033TT4ZF的工作結溫150攝氏度下的模擬損耗仿真對比。
傾佳電子楊茜致力于推動國產SiC碳化硅模塊在電力電子應用中全面取代進口IGBT模塊,助力電力電子行業自主可控和產業升級!
傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個必然,勇立功率半導體器件變革潮頭:
傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET模塊全面取代IGBT模塊的必然趨勢!
傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET單管全面取代IGBT單管的必然趨勢!
傾佳電子楊茜咬住650V SiC碳化硅MOSFET單管全面取代SJ超結MOSFET和高壓GaN 器件的必然趨勢!
技術說明:B3M040065Z替代OSG60R033TT4ZF的技術優勢分析
一、關鍵參數對比
參數B3M040065Z (SiC MOSFET) OSG60R033TT4ZF (Si MOSFET)
阻斷電壓VDS650 V ,600 V
導通電阻 RDS(on)40 m (18V, 20A, 25C) → 55 m (175C),33 m (10V, 32A, 25C) → 65.6 m (150C)
總門極電荷 Qg 60 nC ,104 nC
反向恢復電荷 Qrr 210 nC (175C) ,1200 nC (25C)
熱阻 Rth(j?c) 0.6 K/W ,0.35 K/W
開關能量 Eon+Eoff115 μJ + 27 μJ = 142 μJ (25C) ,未直接提供,需基于Qg 估算
二、B3M040065Z技術優點
BASiC基本股份國產碳化硅MOSFET 更低的高溫導通電阻
SiC材料特性使其在高溫下RDS(on)增幅更小(175C時僅55 m),而Si MOSFET在150C時RDS(on)升至65.6 m,導通損耗顯著增加。
BASiC基本股份國產碳化硅MOSFET 更優的開關性能
總門極電荷Qg僅為60 nC(OSG60R033TT4ZF為104 nC),驅動損耗和開關時間更低。
反向恢復電荷Qrr僅210 nC(OSG60R033TT4ZF為1200 nC),高頻應用中開關損耗進一步降低。
BASiC基本股份國產碳化硅MOSFET 更高的阻斷電壓與雪崩魯棒性
650V耐壓(OSG60R033TT4ZF為600V),適用于高電壓波動場景,如電動汽車OBC的瞬態工況。
BASiC基本股份國產碳化硅MOSFET 熱性能適配性
雖然熱阻略高(0.6 K/W vs. 0.35 K/W),但SiC器件的高溫穩定性可補償熱阻差異,支持長期高溫運行。
對于驅動負壓供電的需求,BASiC基本股份提供電源IC1521系列和配套的變壓器以及驅動IC BTL27524。
模擬損耗對比:6.6 kW雙向OBC(內置3 kW DC/DC)應用
假設條件
工作結溫Tj=150C
開關頻率 fsw=100kHz
有效值電流 Irms=32A(基于3 kW DC/DC模塊)
母線電壓 Vbus=400V
1. 導通損耗計算
B3M040065Z:
Pcond=Irms2×RDS(on)=322×0.055=56.3W
OSG60R033TT4ZF:
Pcond=322×0.0656=67.1W
2. 開關損耗計算
B3M040065Z:
取典型值 Eon=115μJ, Eoff=27μJ,總開關能量 Etotal=142μJ
Psw=Etotal×fsw=142×10?6×105=14.2W
OSG60R033TT4ZF:
基于 Qg=104nC 和 VGS=10V,估算開關能量:
Esw=Qg×VGS=104×10?9×10=1.04mJ
Psw=1.04×10?3×105=104W
3. 總損耗對比
型號導通損耗 (W) 開關損耗 (W) 總損耗 (W)
B3M040065Z (SiC) 56.3,14.2, 70.5
OSG60R033TT4ZF (Si) 67.1,104,171.1
結論
在結溫150C的6.6 kW雙向OBC應用中,BASiC基本股份國產碳化硅MOSFET B3M040065Z的總損耗(70.5 W)較OSG60R033TT4ZF(171.1 W)降低約58.7%。其優勢主要體現在:
SiC材料的高溫穩定性顯著降低導通損耗;
低門極電荷與反向恢復電荷大幅優化開關損耗;
更高的阻斷電壓適配高壓應用場景。
因此,BASiC基本股份國產碳化硅MOSFET B3M040065Z在高溫、高頻的OBC系統中具有顯著的性能優勢,可提升整體效率并減少散熱需求。
審核編輯 黃宇
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