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采用4引脚封装的SiC MOSFET : SCT3xxx xR系列

采用4引脚封装
开关损耗比以往产品低35%

关键词
  • SCT3xxx xR系列
  • 沟槽栅极结构的SiC MOSFET
  • 4引脚封装:TO-247-4L
  • 开关损耗降低约35%
  • SiC MOSFET评估板
  • 网售
  • 低导通电阻
  • 栅极驱动器用的源极引脚(驱动器源极)和电力路径用源极引脚(电源源极)分离
  • 服务器
  • 基站
  • 太阳能逆变器
  • 蓄电系统
  • 电动汽车的充电站
  • 650V耐压3款机型
  • 1200V耐压3款机型
  • P02SCT3040KR-EVK-001
  • P02SCT3040KR-EVK-001
  • 网售平台有售

SCT3xxx xR系列是面向服务器用电源、太阳能逆变器和电动汽车充电站等要求高效率的应用开发而成的沟槽栅极结构SiC MOSFET,采用4引脚封装。此次共推出6款机型(650V耐压和1200V耐压)。

SiC MOSFET:SCT3xxx xR系列的亮点

亮点1:采用沟槽栅极结构,比平面结构更容易实现微细化,因此有望实现更接近SiC本征特性的低导通电阻

亮点2:采用4引脚封装:TO-247-4L,可最大限度地发挥SiC MOSFET本身的高速开关性能。与以往的3引脚封装TO-247N相比,开关损耗可降低约35%

亮点3:提供SiC MOSFET评估板,评估板中配备了非常适用于SiC元器件驱动的栅极驱动器IC、各种电源IC及分立产品,可轻松评估元器件。

亮点4:SCT3xxx xR系列SiC MOSFET和评估板均已实现网售,可通过网售平台购买。

4引脚封装TO-247-4L与以往的3引脚封装TO-247N之间的结构差异

下图是新采用的4引脚封装TO-247-4L和以往的3引脚封装TO-247N之间的结构差异示意图。

以往的3引脚封装TO-247N(左)存在一个课题,即源极引脚的电感分量会引起栅极电压下降,开关速度会降低。新推出的SCT3xxx xR系列所采用的4引脚封装TO-247-4L(右),是栅极驱动器用的源极引脚(驱动器源极)和电力路径用源极引脚(电源源极)分离的结构,可降低栅极驱动的电感分量的影响。其结果是TO-247-4L封装的SiC MOSFET比以往3引脚封装的开关损耗更低。

4引脚封装TO-247-4L可将开关损耗降低约35%

4引脚封装TO-247-4L可最大限度地发挥出SiC MOSFET的高速开关性能,尤其是可以显著改善导通损耗。与以往的3引脚封装相比,导通损耗和关断损耗合起来预计可降低约35%的损耗

MOSFET通常为电压驱动型,通过开/关栅极引脚的电压来控制开关工作。图1为以往(TO-247N)MOSFET的普通栅极驱动电路示例。

驱动电路中包括电路板的电感和MOSFET源极引脚的电感LSOURCE,这个参数是非常重要的考量项目。在以往的开关速度下,漏极-源极间流动的漏极电流ID的变化会产生电动势,即产生电流的电位差。

MOSFET被施加VG并导通,ID增加,LSOURCE沿图中(Ⅰ)的方向产生VLSOURCE。该电压包含在导通时的驱动电路网中,如公式(1)所示,使MOSFET的导通动作所需的电压VGS_INT减少,最终导致导通速度下降。

VGS_INT=VG-IG×RG_EXT-LSOURCE×dID⁄dt   …公式(1)

关断时也是同样的原理,由于公式(1)中的IG和dID⁄dt为负,因此使RG_EXT和LSOURCE电压上升(Ⅱ),VSG_INT增加,导致关断速度下降。

图2是可消除这种电动势影响的采用4引脚封装TO-247-4L的MOSFET的驱动电路示例。驱动器源极引脚通过将VG信号的SOURCE侧直接连接到芯片来消除该电动势VLSOURCE的影响,从而可改善开关速度。

下图是4引脚封装TO-247-4L和以往的3引脚封装TO-247N的导通开关特性比较(左)、导通/关断的开关损耗(右)曲线图。

从左侧的开关波形图可以看出,4引脚封装(红色)的VDS和IDS的切换速度明显提高。从右侧的开关损耗比较曲线图中也同样可以看出,4引脚封装(红色)的损耗更少(通过波形面积看)。

导通损耗和关断损耗合起来可降低约35%的开关损耗。

适用于哪些应用?

近年来,随着AI和IoT的发展与普及,对云服务的需求日益增加,与此同时,在全球范围对数据中心的需求也随之增长。数据中心所使用的服务器正在向大容量、高性能方向发展,在这种背景下,如何降低功耗就成为一个亟需解决的课题。因此,损耗更少的SiC元器件备受瞩目。SCT3xxx xR系列的性能非常适用于服务器、基站、太阳能逆变器、蓄电系统、电动汽车的充电站等应用。

此次推出的产品阵容

此次推出的SiC MOSFET SCT3xxx xR系列共有6款机型,包括650V耐压3款机型和1200V耐压3款机型。如欲进一步了解详情,请点击产品名称的链接。

产品名称 漏极-
源极间电压圧
VDS[V]
漏极-
源极间导通电阻
RDS(on) @25℃
[mΩ(typ.)]
漏极电流
ID@25℃
[A]
漏极损耗
PD
[W]
工作温度范围
[℃]
封装
SCT3030AR 650 30 70 262 -55~+175 TO-247-4L
SCT3060AR 60 39 165
SCT3080AR 80 30 134
SCT3040KR 1200 40 55 262
SCT3080KR 80 31 165
SCT3105KR 105 24 134

使用评估板快速简便地进行评估

P02SCT3040KR-EVK-001SiC MOSFET评估板,配备了非常适用于SiC元器件驱动的栅极驱动器IC(BM6101FV-C)、各种电源IC及分立产品,可轻松简便地进行元器件评估。

为了能够在同一条件下进行评估,该评估板不仅可以评估TO-247-4L封装的产品,还可安装并评估TO-247N封装的产品。另外,使用该评估板,可进行双脉冲测试、Boost电路、两电平逆变器、同步整流型Buck电路等的评估。P02SCT3040KR-EVK-001在网售平台有售。详情请参阅官网的支持页面

※电动势:由电磁感应、热电效应、光电效应及化学反应等引起的电位差。本文中是指由电磁感应引起的电位差。

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