Wolfspeed擴展AEC-Q101車規級SiC MOSFET推出650V E3M系列產品

Wolfspeed 擴展 AEC-Q101車規級 SiCMOSFET推出 650V E3M 系列產品

電動汽車（EV）市場預期在未來十年的復合增長率 CAGR 將高達 25%[1]，這一快速增長由環保需求及政府支持推動，并將由能滿足高效率及高功率密度要求的碳化硅（SiC）器件技術實現。

車載充電機（OBC）是當今 EV 關鍵電力電子系統之一，由 AC-DC 和 DC-DC 功率級組成。當今主流型號里，6.6 kW 單向車載充電機憑借 400 V 電池系統在 EV 中備受青睞。然而，雙向車載充電機的趨勢與日俱增，可支持新興的“車網互動”（V2G）服務。[2] Wolfspeed 新款車規級 E-系列（E3M）650V、60 mΩ MOSFET 系列幫助設計人員滿足 EV 車載充電機應用。采用 Wolfspeed 第三代 SiC MOSFET 技術，E3M0060065D 與 E3M0060065K（圖 1）的特色為高溫導通電阻低、可高速開關且電容小、體二極管反向恢復特性好、最大結溫（Tj）高達 175° C。

重要的是，這些器件通過 AEC-Q101 (Rev. E) 認證完全符合車規級標準，并可以滿足生產部件批準程序（Production Part Approval Process，PPAP）。PPAP 說明 Wolfspeed 充分理解設計人員的所有規格要求，并可實現優異的一致性，使得設計人員可對器件生產過程保持充分信心。

▲ 圖 1：E3M0060065D 與 E3M0060065D為無鹵素、RoHS 合規器件，滿足 AEC-Q101 車規級標準并可以滿足 PPAP

與市場上現有的 650V SiC MOSFET 相比，Wolfspeed E3M 650V SiC MOSFET 技術能讓系統因損耗更低而在運行時溫度更低，從而在終端應用中顯著提高效率（圖 2）。更低的損耗同時使得器件溫度下降，可降低系統級熱管理成本并提高系統級功率密度。

▲ 圖 2：由于 Wolfspeed 器件可提供更高效率和更低損耗，這些器件運行時的溫度明顯低于友商SiC MOSFET #1 為您的設計選擇封裝 Wolfspeed 新款 E-系列 650V 60 mΩ SiC MOSFET 具有兩種不同的封裝。E3M0060065D 為三引腳 TO-247-3L 封裝，E3M0060065K 為四引腳 TO-247-4L 封裝（帶開爾文源極引腳）。開爾文源極連接可消除源極電感對驅動的影響，使開關損耗更低速度更快。 開爾文源極讓設計者能夠盡可能地利用 SiC 器件所具有的開關特性。相同裸片采用不同的封裝，因此可提供不同的性能。例如，E3M0060065D 在 IDS 為 20 A 時總開關損耗 (ETOTAL) 約 300 μJ；E3M0060065K 在相同情況下的 ETOTAL 則接近 62 μJ（圖 3）。

▲ 圖 3：VDD = 400V 時，開關損耗與漏極電流對比圖 #2 EV 車載充電機應用中的 E-系列 (E3M)650V 60 mΩ SiC MOSFET

基于 SiC MOSFET 的典型雙向設計如圖 4 所示，其包括用以 AC-DC 轉換圖騰柱 PFC 和雙向 CLLC 諧振 DC-DC 變換器。通過采用Wolfspeed E-系列 (E3M) 650V SiC MOSFET，可以提升這兩個變化器的性能。

▲ 圖 4：SiC 高開關頻率能力（底部）讓設計人員可節省無源器件成本，而其高效率更可降低熱管理花費（右）

與全硅雙向 EV 車載充電機設計相比，Wolfspeed E-系列 (E3M) 650V 60 mΩ SiC MOSFET 設計能顯著降低電容、磁性元件等無源器件成本，以及熱管理和外殼成本。這些成本節省主要來源于在實現更高頻率的同時提高開關頻率（Fs）的能力。例如，此 AC-DC 轉換環節開關頻率為 67 kHz。而 DC-DC 開關頻率可從全硅的 80 - 120 kHz 典型頻率范圍提高到基于 SiC 解決方案的 150 - 300 kHz。

#3

獲取 Wolfspeed design-in 支持

Wolfspeed 提供多個參考設計與評估套件，讓設計更加輕松。6.6 kW 雙向車載充電機參考設計（CRD-06600FF065N-K）可快速開啟項目并幫助 design-in 此新款 E3M 650V SiC MOFET。

有關 E3M0060065D 與 E3M0060065K 更多信息，可在 E-系列界面獲取，其提供 Wolfspeed 的車規級、符合 PPAP、耐潮濕 MOSFET 系列產品信息，該系列具有業內極為優異的開關損耗和品質因數。

審核編輯 ：李倩