英飞凌600 V CoolMOS™ 8 新一代硅基MOSFET技术助力<span style='color:red'>电力电子</span>行业变革
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英飞凌600 V CoolMOS™ 8 新一代硅基MOSFET技术助力电力电子行业变革

　　在日新月异的电力电子行业，对更高效、更强大、更紧凑元器件的需求持续存在。对于新一代硅基MOSFET，英飞凌进行了巨大的研发投入，以重新定义系统集成标准，使其在广泛的电力电子应用中能够实现更高功率密度和效率。　　在英飞凌，CoolMOS™ 8的推出意味着这些投入已经取得了成效。它是一项先进的MOSFET技术，集成快速体二极管，能够让设计人员和工程师前所未有地获益。该技术是对英飞凌现有宽禁带半导体技术的有力补充，将对数据中心、可再生能源和消费电子等行业产生深远影响。　　在了解关键特性和益处之前，我们先来看看CoolMOS™ 8的起源。CoolMOS™ 8是英飞凌新一代硅基MOSFET技术，旨在取代现有的高/低功率开关电源(SMPS)的CoolMOS™ 7产品系列。它是CoolGaN™和CoolSiC™宽禁带半导体技术的有力补充。该产品组合将使设计人员能够满足不同类型的电力电子应用需求。CoolMOS™ 8主要面向消费和工业终端市场;这意味着，该系列并未包含适用于汽车应用的器件。汽车应用的设计人员可以继续使用现有的车规级CoolMOS™ 7器件。　　CoolMOS™ 8的创新之处在于，该系列所有器件中都集成了快速体二极管，使得设计人员能将该系列产品用于目标应用中的所有主要拓扑。600 V CoolMOS™ 8产品系列具有完善的产品组合，英飞凌最先将供应直插封装、表面贴装和顶部冷却(TSC)器件。CoolMOS™ 8 MOSFET还比同类竞品具有更高的电流处理能力，且拥有最小的导通电阻(RDS(on))与面积乘积。　　但这对设计人员和工程师意味着什么呢?CoolMOS™ 8在最终面向消费和工业市场推出后，将大大简化英飞凌客户的产品选型;因为相比已有的CoolMOS™ 7产品系列，它的产品数量减少了50%以上。在CoolMOS™ 7产品系列下，拥有快速体二极管的器件通过在产品名称中包含“FD”来进行区分。CoolMOS™ 8系列下的所有产品都拥有快速体二极管(无论导通电阻(RDS(on))值为何)，这意味着它无需再遵循之前的命名规则。　　当前供应的600 V CoolMOS™ 8产品组合(2024年)　　CoolMOS™ 8 的关键特性　　上面我们回顾了一些产品开发背景和原理，现在我们来看看CoolMOS™ 8的一些关键特性。这包括用于谐振拓扑的最佳快速体二极管性能，先进芯片焊接技术，以及创新的顶部冷却(TSC)封装技术。　　相比CoolMOS™ 7系列同类器件，CoolMOS™ 8技术的关断损耗(Eoss)降低10%，输出电容(Coss)降低50%。CoolMOS™ 8器件相比CoolMOS™ 7还将热阻降低至少14%，大大改进了热性能。能够实现这一改进，是因为使用了英飞凌专有的互连技术(.XT)，该技术提高了将硅芯片连接至引线框架时的热导率。这些性能优势使得CoolMOS™ 8比CoolMOS™ 7 具有更高效率。　　(3.3 kW)LLC级与(2.5 kW)PFC级之间的相对效率比较　　CoolMOS™ 8 MOSFET采用的创新ThinTOLL 8 × 8封装，相比ThinPAK 8 × 8封装具有更优的性能，有助于保持引脚兼容性。ThinTOLL 8 × 8封装占板面积小，有助于实现高功率密度;且充分利用了英飞凌先进的互连技术，提高了热性能。ThinTOLL封装尽管尺寸小巧，但在电路板温度循环试验中的故障率与采用TOLL封装的器件非常接近，且二者具有几乎相同的性能因数。　　新ThinTOLL 8 × 8封装与ThinPAK 8 × 8封装的尺寸比较　　封装的升级不仅有助于实现大批量组装和改进电路板设计，还通过帮助实现高引脚数器件的全自动处理，使得在成本高昂的组装工厂进行光学焊接检测更容易。凭借在最近七年里累计交付的超过67亿颗器件中，仅有过5次现场故障，CoolMOS™ 8无疑巩固了英飞凌在可靠性方面的卓越声誉。　　对系统集成的益处　　CoolMOS™ 8对系统集成的益处，可通过英飞凌利用该系列器件进行的参考设计来证明。例如，一台3.3 kW高频率和超紧凑整流器可达到97.5%的效率，以及95 W/in3的功率密度，尺寸为1U时也是如此。能达到如此高的工作效率和功率密度，是因为在设计中联合使用了CoolMOS™ 8、CoolSiC™及CoolGaN™ 技术;它采用了创新的集成式平面磁性结构，并对图腾柱功率因数校正(PFC)级和半桥GaN LLC DC/DC功率变换级进行完全数字化控制。　　单独提供的2.7 kW配套评估板展示了利用无桥图腾柱PFC和LLC DC/DC功率变换级构建的高效率(>96%)电源装置(PSU)。这一高功率密度的设计联合使用了650 V CoolSiC™和600 V CoolMOS™ 8开关技术。该PSU可利用XMC1404控制器(控制PFC级)和XMC4200控制器(控制LLC级)进行数字化控制，使得可以控制和调整PFC开关频率，以进一步减小电感器尺寸，和/或降低功耗。试验表明，该PSU在高负载条件下的效率提高了0.1%，使其相比利用CoolMOS™ 7 MOSFET构建的类似设计，拥有更低功耗和更好的散热性能。　　当前供应的评估板(2.7-kW PSU和3.3-kW HD/HF SMPS)　　主要应用　　CoolMOS™ 8器件是工业和消费市场中不同SMPS应用的理想选择。但它们仍然尤其适用于数据中心和可再生能源等重要终端市场。在数据中心应用领域，CoolMOS™ 8通过实现利用硅器件可能达到的、尽可能最高的系统级功率密度，来帮助设计人员达成能源效率和总拥有成本目标。在可再生能源应用领域，采用顶部冷却(TSC)封装的CoolMOS™ 8器件，可帮助减小系统尺寸和降低解决方案成本。　　面向目标应用的DDPAK和QDPAK封装产品　　由于600 V CoolMOS™ 8还拥有极低的导通电阻(RDS(on))值(7 mΩ)，因此在日益壮大的固态继电器应用(S4)市场，它适合作为替代CoolSiC™ 的、更具性价比的技术。相比机械继电器，固态继电器拥有更快开关速度，不产生触点拱起或弹跳，因而能够延长系统寿命。它们还具有良好的抗冲击、抗振动能力，以及低噪声。　　另外，通过将CoolMOS™ 8与CoolSiC™ 器件结合使用，设计人员还可优化系统级性价比。对于2型壁挂式充电盒、轻型电动交通工具、无线充电器、电动叉车、电动自行车和专业工具充电，CoolMOS™ 8还可帮助实现更具成本竞争力的设计。在更宽泛的消费类应用领域，CoolMOS™ 8可让终端产品更容易满足静电放电要求，并助力实现更灵活的系统设计。与此同时，顶部冷却(TSC)封装还有助于进一步降低组装成本，并提高功率密度。　　与先进MOSFET设计有关的　　下一步计划　　我们不久就会推出用于驱动CoolMOS™ 8 MOSFET的新一代栅极驱动器，使其能够在开关应用中实现最优的RDS(on)性能。这些EiceDRIVER™栅极驱动器将具有单极驱动能力，以及封装共模瞬变抗扰度(@600 V)，能够帮助简化系统认证与合规。由于厚度减小，CoolMOS™ 8器件非常适合使用QDPAK TSC封装，甚至可被置于散热片的下面。英飞凌还计划在未来几年内推出采用多种不同封装的CoolMOS™ 8 MOSFET。　　600 V CoolMOS™ 8新一代硅基MOSFET技术的推出，推动电力电子领域取得了一次重大进展。集成快速体二极管、先进芯片焊接技术以及创新封装技术等重要配置，凸显出英飞凌致力于提供先进解决方案以满足设计人员和工程师的更高需求的坚定决心。通过极低的现场故障率可以证明，这项技术还具有良好的热性能及可靠性。　　随着CoolMOS™ 8器件逐渐出现在不同的SMPS应用中，尤其是数据中心和可再生能源等应用领域，它们将帮助实现更节能、更紧凑和更具性价比的设计。未来，通过充分发挥CoolMOS™ 8 MOSFET与即将推出的新一代栅极驱动器之间的协同作用，英飞凌将采取一体化方法来推进MOSFET的设计和应用。这一旅程将帮助巩固英飞凌的半导体技术领先地位，并为未来的发展奠定坚实基础。
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发布时间：2024-08-08 09:16 阅读量：496 继续阅读>>
英飞凌推出第二代CoolSiC MOSFET 为<span style='color:red'>电力电子</span>领域设定新标准
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英飞凌推出第二代CoolSiC MOSFET 为电力电子领域设定新标准

　　在当今高度依赖电力的社会中，功率损耗已成为电力电子领域不可忽视的关键因素。为满足行业对更高效、更可靠的电力处理方案的需求，英飞凌科技股份公司近日推出了新型的碳化硅CoolSiC MOSFET G2沟槽技术。这一技术为AC/DC、DC/DC、DC/AC电源方案中的功率传输效率设定了新的标准，引领着电力电子领域的发展。　　与传统的硅功率器件相比，CoolSiC MOSFET G2在硬开关和软开关操作中展现出了显著的优势。其关键品质因数相比上一代G1提高了20%以上，使得在相同的条件下，它能够以更高的效率进行电力转换。此外，SiC MOSFET的快速开关能力也提高了30%以上，进一步增强了其在各种应用中的性能表现。这些优势使得G2在光伏逆变器、储能装置、电动汽车充电以及UPS等多种运行模式下都能实现较低的功率损耗，为现场处理的每瓦特节能提供了强有力的支持。　　值得一提的是，英飞凌独特的.XT互连技术也在其中发挥了重要作用。该技术有助于在保持热性能的同时提高半导体芯片的性能，从而克服了该领域的常见挑战。新一代产品的热性能提高了12%，将芯片的品质因数提升到了SiC性能的新水平。此外，CoolSiC G2 MOSFET产品组合还实现了SiC MOSFET市场中最低的导通电阻(Rdson)，进一步提高了能效和功率密度，并减少了零件数量。　　除了卓越的性能表现，CoolSiC MOSFET G2还提升了可靠性，以确保在长期现场运行中达到最佳性能。其中，1200V产品组合可在150℃可靠运行，并具有高达200°C虚拟结温的过载操作能力，使得系统设计人员能够更灵活地应对电网波动等挑战，同时减少冷却工作并简化系统设计。　　英飞凌科技股份公司的CoolSiC MOSFET G2技术的推出，开启了电力系统和能源转换的新篇章。该技术不仅提高了整体能源效率，进一步促进了脱碳，而且为光伏、储能、直流电动汽车充电、电机驱动和工业电源等各种功率半导体应用的客户带来了巨大的优势。与前几代产品相比，配备CoolSiC G2的电动汽车直流快速充电站可减少高达10%的功率损耗，同时在不影响外形尺寸的情况下实现更高的充电容量。基于CoolSiC G2器件的牵引逆变器可以进一步增加电动汽车的续航里程。在可再生能源领域，采用CoolSiC G2设计的太阳能逆变器可以在保持高功率输出的同时缩小尺寸，从而降低每瓦成本。　　英飞凌绿色工业电力部门总裁Peter Wawer博士表示：“大趋势需要新的、高效的方式来产生、传输和消耗能源。凭借CoolSiC MOSFET G2，英飞凌将碳化硅性能提升到了一个新的水平。新一代SiC技术能够加速设计成本更加优化、紧凑、可靠且高效的系统，从而节省能源并减少现场安装的每瓦特的CO2排放量。”　　英飞凌领先的CoolSiC MOSFET沟槽技术结合屡获殊荣的.XT封装技术，进一步增强了基于CoolSiC G2的设计潜力，具有更高的导热性、更好的装配控制和更高的性能。此外，英飞凌掌握硅、碳化硅和氮化镓(GaN)领域的所有相关功率技术，提供设计灵活性和领先的应用专业知识，满足现代设计人员的期望和需求。基于SiC和GaN等宽带隙(WBG)材料的创新半导体是有意识、高效利用能源促进脱碳的关键。
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发布时间：2024-03-13 09:39 阅读量：1169 继续阅读>>
安森美推出仿真工具，助力加速复杂<span style='color:red'>电力电子</span>应用上市周期
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安森美推出仿真工具，助力加速复杂电力电子应用上市周期

　　领先于智能电源和智能感知技术的安森美（onsemi），针对其EliteSiC碳化硅（SiC）产品系列及其应用推出一款突破性的仿真工具。全新的Elite Power Simulator在线仿真工具和PLECS模型自助生成工具，使工程师在开发周期的早期阶段，通过对复杂电力电子应用进行系统级仿真，获得有价值的参考信息。这些工具提供尖端前沿的精确仿真数据，从而让客户根据应用需求进行EliteSiC产品选型，无需耗费成本和时间进行硬件制造和测试，为电力电子工程师节省时间。　　Elite Power Simulator仿真工具配合使用PLECS模型自助生成工具，客户可自由灵活创建高保真系统级PLECS模型。无论客户将PLECS自助模型上传到安森美的Elite Power Simulator仿真工具还是下载直接使用，都能提供高要求的电力电子仿真所需的优化性能和准确性。这些模型基于典型或最恶劣工况生成，使客户的设计符合技术边界。为特定应用定义寄生参数的能力，确保生成的PLECS模型能为客户的系统级仿真提供高度准确的结果。　　Plexim联合创始人兼总经理Jost Allmelling说：　　“我们的PLECS仿真工具因速度快且易于使用，深受电源设计人员的欢迎。看到这些真正的创新，包括精确仿真软开关应用的能力，通过安森美的PLECS模型自助生成工具定制的模型，以及针对边界工况的现有模型，特别令人兴奋。”　　迄今为止，系统级仿真工具及相关的PLECS模型只适用于硬开关拓扑仿真，因为对于软开关应用，如LLC (电感-电感-电容)或CLLC(电容-电感-电感-电容)，仿真结果很不准确。安森美引领行业的PLECS模型突破这一瓶颈，为客户解决这一难题。　　安森美高级副总裁兼电源方案部先进电源分部总经理Asif Jakwani说：　　“安森美的SiC仿真工具是行业的一个重大进步，加快软/硬开关设计上市。我们的工具使客户能了解我们的器件在其应用环境中的表现，并充分优化性能以符合技术边界。”
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发布时间：2023-03-24 11:02 阅读量：2108 继续阅读>>

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