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环保且具高温性能的功率芯片

编辑:宁波豪恩检测仪器有限公司  字号:
摘要:环保且具高温性能的功率芯片
半导体供应商意法半导体于2014年4月1日,发布一系列新的先进产品。新产品让电源设计人员能够提高太阳能 逆变器和电动汽车、企业计算和 工业电机驱动器等诸多应用的能效。
 
意法半导体率先研制出工作温度达到200°C的高压碳化硅(SiC)功率MOSFET。碳化硅固有属性使其比传统硅功率晶体管节能至少50%,而且器件本身的尺寸还可以变得更小,击穿电压变得更高。这项技术被视为系统能效、微型化和成本优化连续改进的一项重要开发。
 
计算机房和数据中心居高不下的用电成本让能效成为许多IT管理高层首要关注的问题。用碳化硅器件代替普通硅开关,有助于提高大功率电源的能源利用率(PUE,Power Usage Effectiveness),PUE是衡量数据中心能效的指标。根据电脑产业拯救气候行动组织(CSCI,Climate Savers Computing Initiative)预测,到2015年,高能效网络系统设备可节省能源开支50亿美元,减少二氧化碳排放量3800万吨。
 
碳化硅MOSFET晶体管还能用于太阳能逆变电源,代替传统的高压硅IGBT(绝缘栅双极晶体管),将太阳电池的直流电转变成交流电并入电网,无需任何特殊的驱动电路。此外,因为工作频率高于IGBT,碳化硅MOSFET可缩减电源设备的其它元器件的尺寸,从而降低电源成本,提高能效。
 
在电动汽车领域,碳化硅器件有望大幅提高能效,降低汽车动力系统的尺寸。作为美国能源部与汽车工业的合作组织,美国汽车动力系统电气电子技术研发小组呼吁,到2020年,将汽车动力系统能耗降低大约二分之一,同时降低尺寸至少20%。该小组的开发路线图计划将宽带隙半导体材料即碳化硅技术列为提高功率转换效率的重点技术,并使该项技术能够在更高的工作温度下更安全可靠地工作。与普通硅器件和竞争对手的碳化硅MOSFET相比,意法半导体的碳化硅器件耐温性能更高(200°C),从而有助于简化汽车冷却系统的设计。
 
意法半导体的新产品1200V碳化硅功率MOSFETSCT30N120的样片已经上市,计划于2014年6月投入量产。新产品采用意法半导体独有的HiP247封装,该封装外形尺寸与工业标准封装相同,尤其针对耐高温性能进行了优化设计。
 
SCT30N120的主要产品特性:
 
·通态电阻(RDS(ON)):
 
o 在25°C时,典型值为80m?
 
o 最高温度至200°C的整个工作温度范围内,典型值≤100m?
 
·低关断能量和栅电荷(确保高能效和高速开关操作)
 
·泄漏电流典型值低于10μA(比相同材料的其它器件提升系统能效和可靠性)
 
·快速且稳健的基板原生二极管(节省外部续流二极管,降低成本和尺寸)
 
·简化栅驱动电路(降低网络驱动成本)
 
·最高工作温度高达200°C(缩减印刷电路板尺寸,简化热管理系统设计)
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