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維安代理商|維安車規(guī)碳化硅肖特基在車載OBC上新應(yīng)用—新能源車載領(lǐng)域“得力干將”
碳化硅材料(SiC)有著擊穿場強(qiáng)高、禁帶寬度大、飽和電子漂移速度大、熔點(diǎn)和熱導(dǎo)率高的優(yōu)點(diǎn),其電學(xué)和物理特性決定了SiC半導(dǎo)體器件有著高耐壓、低漏電、高結(jié)溫、高可靠性的優(yōu)點(diǎn),十分適合用在汽車、工控、航天等領(lǐng)域。
碳化硅肖特基(SiC SBD)二極管是以碳化硅為材料設(shè)計制作的肖特基二極管,與硅器件相比,擁有更佳的開關(guān)性能和更高的可靠性。SiC二極管沒有反向恢復(fù)電流,開關(guān)性能與溫度無關(guān),并且有著極佳的熱性能、極高的功率密度,帶來了系統(tǒng)尺寸的減小和成本的降低,使SiC成為越來越多高性能汽車應(yīng)用的最優(yōu)選擇。
在新能源汽車中,SiC二極管在車載充電機(jī)(OBC)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。OBC和地面直流快充樁功能類似,都是將電網(wǎng)中的交流電轉(zhuǎn)換成直流電,然后給汽車的電池組充電。
OBC典型的線路結(jié)構(gòu)是由前級功率因數(shù)校正(PFC)和后端DC/DC轉(zhuǎn)換電路組成。針對單向OBC,這種功能由于只提供從電網(wǎng)到汽車的輸電。整個功能塊中不管是前端還是后端,都會用到碳化硅二極管(D1-D6),共6個,其在電路中的作用如下:
1、輸入端PFC電路中,SiC二極管作為升壓和整流二極管應(yīng)用;
2、輸出端DC-DC次級側(cè)電路中,SiC二極管作為高頻整流應(yīng)用。
圖1:OBC單相拓?fù)涔δ軌K
OBC單元會根據(jù)整個電池的健康狀態(tài)和電荷狀態(tài),改變電壓和電流。隨著現(xiàn)在 OBC從單相220V到三相380V的發(fā)展來看,DC/DC次級器件的電壓會有所升高,會從目前的650V二極管轉(zhuǎn)變成1200V。
圖2:車載OBC
維安車規(guī)SiC二極管從原材料指定、芯片設(shè)計以及封裝要求進(jìn)行了整體優(yōu)化。
在原材料選擇上鎖定世界一流大廠,且對襯底缺陷有著嚴(yán)格的要求和監(jiān)控。在設(shè)計理念上器件更注重大浪涌,高耐壓和低漏電。浪涌水平比同行業(yè)高20%,擊穿耐壓高工控產(chǎn)品50V以上。漏電上限是國外一線大廠的1/2。器件的高耐壓、高浪涌、低漏電特性決定了器件可以適應(yīng)嚴(yán)苛的應(yīng)用。
在封裝的設(shè)計上,焊料的選擇、打線材料的選擇以及塑封料的選擇,均做了特殊的設(shè)計。在產(chǎn)品的在線管控上,配合芯片設(shè)計做出漏電和耐壓測試規(guī)范的優(yōu)化,比如:650V系列產(chǎn)品VB下限值高于800V,1200V系列產(chǎn)品VB下限值高于1350V,且兩類產(chǎn)品的漏電進(jìn)行了加嚴(yán)管控,以1200V 10A為例的漏電縮小到3μA ,其漏電Max遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國際一流廠商。且車規(guī)產(chǎn)品引入芯片級在線100%老化,會在芯片級測試時候,其VF方向加一個額定電流,對器件進(jìn)行老化,其之后再進(jìn)行擊穿電壓和漏電測試,以便有效剔除有缺陷的芯片。
在封裝后,成品測試添加100% 100℃高溫測試,并全部進(jìn)行100%反向浪涌測試篩選和電鍍前回流焊篩選,以及出貨前TC篩選,以便提升器件的穩(wěn)定性和可靠性,使其可以在汽車上惡劣的工作環(huán)境下保持穩(wěn)定。
器件按照車規(guī)級可靠性進(jìn)行評估驗證,車載系列產(chǎn)品已經(jīng)轉(zhuǎn)為量產(chǎn)。
表1:維安可靠性評估情況表
維安車規(guī)碳化硅肖特基產(chǎn)品已經(jīng)完成系列化,產(chǎn)品涉及650V、1200V、1700V、等多個電壓檔位;封裝涉及TO247-3、TO247-2等封裝形式。
表2:維安車規(guī)碳化硅肖特基二極管主推列表
值得一提的是,維安在第三代半導(dǎo)體市場積極進(jìn)行開拓,已經(jīng)為國內(nèi)外新能源汽車客戶供應(yīng)過SiC肖特基產(chǎn)品。同時,維安SiC肖特基持續(xù)優(yōu)化迭代,公司著眼于快速增長的第三代半導(dǎo)體市場,依托國家級技術(shù)創(chuàng)新平臺,吸納整合產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)上的優(yōu)勢企業(yè)。加強(qiáng)前端芯片設(shè)計企業(yè)與后端代工、封裝的全面協(xié)作,確保從設(shè)計到封裝的高質(zhì)量發(fā)展。
維安車規(guī)碳化硅肖特基1200VWSRSIC020120NPM
SiC Schottky Diode
1.Part No.:WSRSIC020120NPM
2.VRRM(V):1200
3.IF(A):20
4.IFSM(A):140
5.VF(V) typ.:1.45
6.IR(μA)typ.:10
7.Package:TO-263-2L
維安車規(guī)碳化硅肖特基型號選型:
Part No. | VRRM(V) | IF(A) | IFSM(A) | VF(V) typ. | IR(μA)typ. | Package | Data sheet |
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