你将学习:gydF4y2Ba
- 硅基半导体与硅基半导体的优势。gydF4y2Ba
- 最新意法半导体SiC mosfet的新指标。gydF4y2Ba
- 主要电动汽车应用。gydF4y2Ba
随着电动汽车(EV)市场的加速发展，许多汽车制造商和供应商现在都在采用800伏驱动系统，以提高效率，实现更快的充电，并扩大此类汽车的续航里程，同时降低重量和成本。宽带隙(WBG)设备，如SiC mosfet，正帮助汽车制造商推进电动汽车动力系统和其他应用的最先进的动力设备，这些因素是重要的标准。gydF4y2Ba
碳化硅功率器件已在电动汽车的关键电力系统中得到应用，包括牵引逆变器、车载充电器(OBCs)，以及dc-dc转换阶段。与传统硅器件相比，其主要优势包括更高的电压和更高的频率能力，允许更高的系统效率，更快的开关，更低的损耗和更好的热管理。gydF4y2Ba
与硅基器件相比，SiC器件具有以下优点:gydF4y2Ba
- 电动汽车的平均续航里程要比普通电动汽车长600公里以上gydF4y2Ba
- 平均每辆电动汽车可减少150 - 200公斤的重量gydF4y2Ba
- 充电站的能量翻倍gydF4y2Ba
- 更长的电池寿命由于较低的压力gydF4y2Ba
与硅器件相比，SiC mosfet还保持了相对于其模具尺寸更高的额定电压，适合电动汽车应用和快速充电电动汽车基础设施的技术。更重要的是，现有的设计可以融合SiC器件的性能和效率优势，而无需进行重大更改，从而实现快速开发周转，同时将材料清单保持在最低限度。gydF4y2Ba
此外，SiC mosfet得益于一种非常快速的固有二极管，该二极管提供了用于车辆到一切(V2X)功率流的汽车OBCs所需的双向特性。这就允许将电能从OBC电池传输到基础设施。gydF4y2Ba
Third-Gen SiC平台gydF4y2Ba
意法半导体gydF4y2Ba最近宣布完成第三代碳化硅技术平台的资质认证，预计到2021年底将大部分衍生产品推向商业成熟期gydF4y2Ba．gydF4y2Ba“我们正在不断投资，以支持我们的汽车和工业项目，预计到2024年SiC收入将达到10亿美元，”法氏半导体功率晶体管宏观部门总经理兼汽车和离散集团副总裁Edoardo Merli说gydF4y2Ba．gydF4y2Ba
新的ST器件的额定电压为650 V、750v至1200v。它们将为设计人员提供更多的选择，以解决从普通交流线路电压到高压电动汽车电池和充电器(包括800伏类型)的应用。gydF4y2Ba
第一款产品是650-V SCT040H65G3AG和750-V SCT160N75G3D8AG。第三代设备将以封装形式提供，包括STPAK、H2PAK-7L、HiP247-4L和HU3PAK。该套件具有特殊的设计特点，如特殊放置的散热片，可简化与电动汽车应用中的底板和散热片的连接。gydF4y2Ba
据ST称，其最新的mosfet为公认的优点(FOMs)通电阻(RgydF4y2BaDS(上)gydF4y2Ba) ×模具尺寸，RgydF4y2BaDS(上)gydF4y2Ba×栅电荷(QgydF4y2BaggydF4y2Ba）gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba那gydF4y2Ba表达晶体管效率，功率密度和开关性能。利用普通硅技术改进FOMs已经变得越来越困难，因此，SiC技术是进一步改进的关键。gydF4y2Ba
数组的应用程序gydF4y2Ba
电动汽车的应用程序包括:gydF4y2Ba
主逆变器电牵引gydF4y2Ba
电动汽车依靠牵引逆变器将储存在汽车电池中的高压直流能量转换为驱动交流牵引电机。牵引逆变器在车辆的驱动过程中起着至关重要的作用，考虑到高功率开关和可能的高dv/dt瞬态，它需要非常健壮和可靠。gydF4y2Ba
牵引逆变器将汽车电池中的能量转换为动力传动系统中的电机。这一关键部件对车辆的道路性能、行驶里程和可靠性有着直接的影响，同时也由于其重量和尺寸。接受所有可能的压力中发现机动车从热和振动,这些转换器必须能够处理高功率和电流以及相关的电磁兼容性(EMC)的挑战,以及提供故障安全操作,确保可靠性和安全司机和乘客。gydF4y2Ba
电动汽车/ hev的DC-DC转换器gydF4y2Ba
在各种配置的电动汽车中，直流-直流转换器可以将高压转换为48v、高压转换为12v、48v转换为12v。直流-直流变换器设计的关键要求是损耗低、效率高、体积小、重量轻。gydF4y2Ba
电动汽车使用两种不同的电力系统:一种是用于牵引的高压电池(200 - 450伏特直流)，另一种是为车上所有电器供电的低压电池。传统上，低压电池从交流发电机充电，但在今天的汽车，它从高压电池组获得电力。gydF4y2Ba
然而，在特定的电动汽车架构中，这种低压电池应该准备好帮助给高压电池组充电，以提供能量启动汽车。这意味着车载dc-dc变换器必须是双向的、非常高效的、高可靠性的，以运行所需的复杂控制算法，以确保节能的解决方案。gydF4y2Ba
车载充电器gydF4y2Ba
OBC提供了在家里或从私人或公共充电站的插座从交流市电充电的方法。从3.6 kw单相变换器到22 kw三相大功率变换器，当今的obc必须具有尽可能高的效率和可靠性，以确保快速充电时间，同时满足有限的空间和重量要求。gydF4y2Ba
此外，它们的高频性能使得电力系统中的无源部件更小，从而使得车辆中的电气设备更紧凑、更轻。gydF4y2Ba
在这方面，ST公司开发了SCT040H65G3AG，这是一款汽车级SiC功率MOSFET，具有650 V, 40 mΩ(典型)，30a的hpak -7封装。该设备具有低RgydF4y2BaDS(上)gydF4y2Ba在整个温度范围内(40 mΩ typ。， 55 mΩ max.)与低电容和非常高的开关操作相结合，在频率、能源效率、系统尺寸和减轻重量方面提高了应用性能。gydF4y2Ba
