【大大芯方案】轉(zhuǎn)換效率再升級(jí)，大聯(lián)大推出基于onsemi產(chǎn)品應(yīng)用于5KW的電源方案

2023年3月7日，致力于亞太地區(qū)市場(chǎng)的領(lǐng)先半導(dǎo)體元器件分銷(xiāo)商---大聯(lián)大控股宣布

其旗下世平推出基于安森美（onsemi）NXH010P120MNF1 SiC模塊和NCP51561隔離式雙通道柵極驅(qū)動(dòng)器的5KW工業(yè)電源方案。?

圖示1-大聯(lián)大世平基于onsemi SiC模塊的5KW工業(yè)電源方案的展示板圖

工業(yè)用電在全社會(huì)電力消耗中占有很大比重，因此在節(jié)能減排的大背景下，提升工業(yè)電源的轉(zhuǎn)換效率、降低能源消耗是非常有必要的。而由于工業(yè)應(yīng)用一般都具有較高的耗能需求，因此大都采用交流380V或交流480V的電源供電。在如此高壓的環(huán)境下，功率器件選擇有限，以往主要是以IGBT為主。但持續(xù)的高頻、高溫和大電流等工作條件，會(huì)使IGBT溫度升高，影響轉(zhuǎn)換效率。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，大聯(lián)大世平基于onsemi NXH010P120MNF1 SiC模塊和NCP51561隔離式雙通道柵極驅(qū)動(dòng)器推出了5KW工業(yè)電源方案可以有效提高電源轉(zhuǎn)換效率、降低能耗。

圖示2-大聯(lián)大世平基于onsemi SiC模塊的5KW工業(yè)電源方案的場(chǎng)景應(yīng)用圖

NXH010P120MNF1是一種SiC MOSFET功率器件整合模塊，其包含一個(gè)半橋架構(gòu)電路，該電路由兩顆帶反向二極管的10mR、1200V SiC MOSFET組成，并內(nèi)置了一個(gè)負(fù)溫系數(shù)（NTC）熱敏電阻有助于溫度監(jiān)測(cè)。在模塊中設(shè)有導(dǎo)熱界面材料（Thermal Interface Material，TIM）或無(wú)TIM選項(xiàng)，可在更高電壓環(huán)境下改善R_DS(ON)，提高效率或提高功率密度。

NCP51561是隔離式雙通道柵極驅(qū)動(dòng)器，具有4.5A峰值拉電流和9A峰值灌電流，其被設(shè)計(jì)用于快速切換以驅(qū)動(dòng)功率MOSFET和SiC MOSFET電源開(kāi)關(guān)。NCP51561提供較短且匹配的傳播延遲，兩個(gè)獨(dú)立的5KVrms（UL1577等級(jí)）電隔離柵極驅(qū)動(dòng)器通道可用于任何配置中，如兩個(gè)低邊、兩個(gè)高邊開(kāi)關(guān)或具有可編程死區(qū)時(shí)間的半橋驅(qū)動(dòng)器。并提供其他重要的保護(hù)功能，例如用于柵極驅(qū)動(dòng)器和使能功能的獨(dú)立欠壓鎖定。

圖示3-大聯(lián)大世平基于onsemi SiC模塊的5KW工業(yè)電源方案的方塊圖

得益于onsemi SiC模塊和柵極驅(qū)動(dòng)器的完美配合，本方案可提供出色的開(kāi)關(guān)性能和增強(qiáng)的散熱性能，并且能夠在實(shí)現(xiàn)更高能效和功率密度的同時(shí)，降低系統(tǒng)體積和重量。

▌核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

SiC MOSFET相對(duì)于IGBT技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

• 更低的開(kāi)關(guān)損耗：基于材料特性具備較低反向恢復(fù)時(shí)間，可快速關(guān)斷SiC MOSFET的導(dǎo)通電流，且由于低柵極啟動(dòng)電荷和低反向恢復(fù)時(shí)間，所以能快速開(kāi)啟SiC MOSFET。

• 更低的傳導(dǎo)損耗：基于低導(dǎo)通電壓可改善IGBT導(dǎo)通前的狀態(tài)，配合較低的內(nèi)阻溫度漂移系數(shù)可在較高的功率或溫度環(huán)境下工作，不會(huì)因太大的內(nèi)阻變化而造成過(guò)多功率損耗。

SiC MOSFET相對(duì)于MOSFET技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

• 10倍介電擊穿場(chǎng)強(qiáng)度；

• 2倍電子飽和/移動(dòng)速度；

• 3倍能隙；

• 3倍熱傳導(dǎo)率。

▌方案規(guī)格

• 適用交流480V以下電源系統(tǒng)；

• 高度整合的功率驅(qū)動(dòng)模塊；

• 2個(gè)半橋隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器Source 4.5A/Sink 9A，具有5KV絕緣；

• 半橋隔離柵極驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置欠壓保護(hù)功能；

• 半橋隔離柵極驅(qū)動(dòng)器共?？乖肽芰?200 V/ns；

• 半橋隔離柵極驅(qū)動(dòng)器可設(shè)置死區(qū)時(shí)間；

• 模組單體內(nèi)建過(guò)溫監(jiān)測(cè)功能；

• 實(shí)際電氣驅(qū)動(dòng)功能及規(guī)格需搭配外置的微處理器，配合所需功能的電路來(lái)決定最終功能。