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

yangqian

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2025-1-12 22:29 上传

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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

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


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。