650V碳化硅MOSFET扩展了符合AEC-Q101标准的E3M系列

电动汽车 (ev) 市场的快速增长(预计未来十年的复合年增长率将高达 25%1)是由环境问题和政府支持推动的,并由满足高效率和功率密度要求的碳化硅 (sic) 器件技术实现。
车载充电器(obc)是现代电动汽车中的关键电力电子系统之一,包括ac-dc和dc-dc功率级。在当今的主流车型中,6.6 kw 单向 obc 在配备 400 v 电池系统的电动汽车中很受欢迎。然而,双向 obc 支持新兴车辆到电网 (v2g) 服务的趋势越来越明显。阿拉伯数字
wolfspeed 的新型汽车级 e 系列 (e3m) 650 v、60 mω mosfet 系列可帮助设计人员满足 ev obc 应用领域的需求。e3m3d 和 e0060065m3k 器件(图 0060065)采用该公司的第三代 sic mosfet 技术开发,具有高阻塞电压和低导通电阻、低电容的高速开关、快速体二极管带来的非常低的反向恢复电荷 (qrr),以及 1° c 的高最高结温 tj。
重要的是,这些器件完全符合aec-q101(修订版e)标准的汽车认证,并且具有生产零件批准流程(ppap)功能。ppap 功能意味着 wolfspeed 能够充分理解并始终如一地满足设计人员的所有规格要求,从而使设计人员对器件生产过程充满信心。
图 1:e3m0060065d 和 e3m0060065d 是无卤素、符合 rohs 标准的器件,符合 aec-q101 标准且支持 ppap。
与市场上的 650 v 碳化硅 mosfet 相比,wolfspeed 的 e3m 650 v 碳化硅 mosfet 技术使系统运行温度更低,损耗更低,从而在终端应用中显著提高效率(图 2)。较低的损耗意味着外壳温度降低,从而降低了系统级热管理并提高了系统级功率密度。
图 2:由于 wolfspeed 器件提供更高的效率或更低的损耗,因此它们的运行温度明显低于竞争的碳化硅 mosfet。
为您的设计选择封装
wolfspeed 的新型 e 系列 650 v 60 mω 碳化硅 mosfet 采用两种不同的封装类型。e3m0060065d 采用三引脚 to-247-3l 封装,而 e3m0060065k 采用四引脚版本 — to-247-4l — 可容纳开尔文源极引脚。开尔文源极连接消除了源极电感,从而降低了开关损耗并加快了开关速度。
开尔文源允许设计人员利用碳化硅器件必须提供的最佳开关特性。因此,采用不同封装的相同芯片可以提供不同的性能。例如,e3m0060065d 在 ids 为 20 a 时的总开关损耗 e 总计约为 300μj,而对于 e3m0060065k,相同条件下的 e总计接近 62μj(图 3)。
图 3:在 vdd = 400v 时,箝位电感开关能量与漏极电流的关系图
e 系列 (e3m) 650 v 60 mω 碳化硅 mosfet 在 ev obc 应用中的应用
典型的基于碳化硅mosfet的双向设计(如图4所示)包括用于ac-dc部分的图腾柱配置和双向cllc谐振dc-dc,所有这些都可以从新的e系列(e3m)650v sic mosfet中受益。
与全硅双向 ev obc 设计相比,wolfspeed e 系列 (e3m) 650 v 60 mω 碳化硅 mosfet 设计可显著节省无源器件(包括电容器和磁性元件)以及热管理和外壳成本。这些节省主要是由于能够提高开关频率fs,同时实现更高的效率。例如,ac-dc 部分以 67 khz 的频率切换,而硅的典型高点为 20 khz。同样,dc-dc开关频率可以从硅的典型80-120 khz范围增加到基于碳化硅的解决方案的150-300 khz。
图 4:碳化硅的高开关频率能力(下图)使设计人员能够节省无源器件的成本,同时其高效率降低了热管理费用(右)。
获取 wolfspeed 的设计导入帮助
wolfspeed 提供多种参考设计和评估套件,以减轻设计难题。6.6 kw 双向 obc 参考设计 crd-06600ff065n-k 可快速启动项目,并帮助设计新的 e3m 650 v 碳化硅 mofet。


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