“易驱动版本(Easy Drive)” 集成门极电阻以降低电磁干扰(EMI)和电压尖峰。 “快速版本(Fast)” 用于硬开关应用中实现最高能效。 “快速恢复版本(FRFET)” 集成同类最佳的体二极管，用于LLC等谐振转换器中实现最佳性能。
图4：替代转换器拓扑 为了获得更高能效和功率密度，工程师可使用900 V/1200 V SiC MOSFET，以在较高的开关频率下使用较小的磁性元器件，抵消较高的器件成本。高额定电压允许仅使用单个H桥，无需交错，开关数量更少，从而再次节省成本。对于成本非常敏感的应用，可使用安森美半导体的场截止系列的650 V或1200 V IGBT，但开关频率较低，因此磁性元器件更大且成本更高。输出二极管可以是1200 V的“Stealth”或“Hyperfast” 硅类型，也可以是损耗更低的1200 V SiC类型。 三级LLC拓扑使用较少的二极管和开关，集成相关的隔离型门极驱动，尽管需要三个变压器，但输出纹波要低得多。同样，可使用超级结Si或SiC-MOSFET或IGBT，具体取决于对性能/成本的权衡。 宽禁带SiC器件提供广泛的性能改进 采用SiC宽禁带开关和二极管有很多好处，快速、低损耗的高压开关可减少系统成本、尺寸和重量，同时节能。 实验比较了使用Vienna整流器和全桥LLC转换器的硅方案，及集成碳化硅的三相半桥整流器/PFC的全桥LLC转换器，结果显示，采用SiC版本的方案，功率吞吐量提高了25％，重量减少22％，体积减少62％，器件数减少20％，从而使产品更可靠。 封装也在发展 能否充分利用功率半导体通常取决于封装，尤其是在较高的开关频率下，引线电感等寄生效应会降低性能。安森美的创新PQFN、LFPAK和TO无铅封装能解决这一问题，同时提供了增强的热性能。为大幅减少生产装配时间和器件数，可考虑使用功率集成模块(PIM)，PIM将多个器件集成在一个封装中，包括IGBT、Si和SiC MOSFET、混合Si和SiC二极管的模块以及检测电阻等其他元器件。预集成的PIM的性能是有保证的，能消除开发风险，减少器件库存并加快了产品上市时间。 总结 最新一代功率半导体用于高能效电源转换拓扑中，赋能快速电动汽车直流充电桩设计，解决“里程焦虑”问题。安森美垂直集成了供应IGBT、Si和SiC MOSFET以及二极管的所有工艺，以提供完整的电源方案，辅以一系列全面的支持器件如模拟和数字控制器、隔离型门极驱动器、低损耗电流检测放大器和光耦合器。 参考文献 [1] EV-Volumes.com; McKinsey analysis [2] www.onsemi.com |
