ROHM全SiC功率模块的产品阵容更强大!
支持1200V 400A(BSM400D12P3G002)、600A(BSM600D12P3G001)
有助于大功率应用的高效化与小型化

<概要>

package

全球知名半导体制造商ROHM面向工业设备用的电源、太阳能发电功率调节器及UPS等的逆变器、转换器,开发出额定1200V 400A、600A的全SiC功率模块"BSM400D12P3G002"、"BSM600D12P3G001"。

本产品通过ROHM独有的模块内部结构及散热设计优化,实现了600A额定电流,由此,在工业设备用大容量电源等更大功率产品中的应用成为可能。另外,与普通的同等额定电流的IGBT模块相比,开关损耗降低了64%(芯片温度150℃时),这非常有助于应用的进一步节能。不仅如此,由于可高频驱动,还有利于外围元器件和冷却系统等的小型化。例如,根据冷却机构中的损耗仿真进行计算,与同等额定电流的IGBT模块相比,使用SiC模块可使水冷散热器的体积减少88%

本模块将于2017年6月开始出售样品。前期工序的生产基地为ROHM Apollo Co., Ltd.(日本福冈县),后期工序的生产基地为ROHM总部工厂(日本京都)。

<背景>

近年来,SiC因其优异的节能效果而在汽车和工业设备等领域的应用日益广泛,并且市场对更大电流SiC产品的需求越来越旺盛。为了最大限度地发挥SiC产品的优势--高速开关性能,尤其是功率模块这类额定电流较大的产品,需要开发可抑制开关时浪涌电压影响的新封装。

2012年3月,ROHM于世界首家开始量产内置的功率半导体元件全部由碳化硅组成的全SiC功率模块。其后,相继开发出直到1200V、300A额定电流的系列产品,在众多领域中被广为采用。在IGBT模块市场,ROHM拥有覆盖主要额定电流范围100A到600A的全SiC模块产品阵容,预计未来的需求会进一步增长。

<特点>

开关损耗大幅降低,有助于设备节能

1. 开关损耗大幅降低,有助于设备节能

搭载ROHM生产的SiC-SBD和SiC-MOSFET的全SiC功率模块,与普通的同等额定电流的IGBT模块相比,开关损耗降低64%(芯片温度150°C时)。因此,可降低应用的功率转换损耗,实现进一步节能。

2. 高频驱动,有利于外围元器件的小型化

PWM逆变器驱动时的损耗仿真中,与同等额定电流的IGBT模块相比,相同开关频率的损耗5kHz驱动时降低30%、20kHz驱动时降低55%,综合损耗显著减少。20kHz驱动时,所需散热器尺寸可减少88%。

不仅如此,由于可高频驱动,还有助于外围无源器件的小型化。

高频驱动,有利于外围元器件的小型化

<实现更大电流的技术要点>

1. 封装内部电感显著降低

开关损耗vs. 浪涌电压

随着功率模块产品的额定电流越来越大,开关工作时的浪涌电压变大,因此需要降低封装内部的电感。此次的新产品通过优化内置的SiC元器件配置、内部版图及引脚结构等,内部电感比以往产品低约23%。同时,开发了相同损耗时的浪涌电压比以往封装低27%的G型新封装,从而成功实现额定电流400A、600A的产品。而且,在同等浪涌电压驱动条件下,采用新封装可降低24%的开关损耗。

2. 封装的散热性能显著提升

外壳-散热片间热阻

要实现额定600A的大电流,不仅需要降低内部电感,还需要优异的散热性能。新产品提高了对模块的散热性影响显著的底板部分的平坦性,从而使底板和客户安装的冷却机构间的热阻减少57%。

另外,与之前的SiC模块产品一样,此次也推出了用来评估的驱动用栅极驱动器板,帮助客户轻松进行产品评估。

<SiC功率模块产品阵容>

产品名 绝对最大额定值 电感
(nH)
封装 热敏
电阻
内部电路图
VDSS
(V)
VGS
(V)
ID (A)
[Tc=60°C]
Tj max
(°C)
Tstg
(°C)
Visol (V)
[AC 1min.]
BSM080D12P2C008 1200 -6~22 80 175 -40
~
125
2500 25 C type
45.6 × 122
× 17mm
- 内部电路图
BSM120D12P2C005 120
BSM180D12P3C007 -4~22 180
BSM180D12P2E002 -6~22 180 13 E Type
62 × 152
× 17mm
内部电路图
BSM300D12P2E001 300
BSM400D12P3G002 -4~22 400 10 G Type
62 × 152
× 17mm
BSM600D12P3G001 600

<术语解说>

电感
表示使流动的电流发生变化时因电磁感应产生的电动势的大小的量。
浪涌电压
在电流平稳流动的电路中瞬间急剧变动的电压。本文中具体是指关断MOSFET的开关时产生的电压。
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)
绝缘栅双极晶体管。在栅极装有MOSFET的双极晶体管。
MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)
金属-氧化物-半导体场效应晶体管。是FET中最被普遍使用的结构。作为开关元件使用。
SBD (Schottky Barrier Diode)
通过使金属和半导体接触从而形成肖特基结,利用其可获得整流性(二极管特性)的二极管。具有"无少数载流子存储效应、高速性能卓越"的特点。