碳化硅MOS单管B2M011120HK在固态断路器(SSCB)中的应用优势分析

碳化硅MOS单管B2M011120HK在固态断路器(SSCB)中的应用优势分析

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1. 高阻断电压与快速故障响应能力

SSCB核心需求:需在短路或过载时快速切断高电压(如电网瞬态过压),阻断电压需覆盖系统最高工作电压(通常≥1.2倍标称电压)。

B2M011120HK优势:

1200V耐压(VDSmax=1200V),可覆盖中高压电网(如690V系统)的瞬态过压需求,无需额外串联器件。

超快开关速度(td(on)=17ns、tr=41ns),实现μs级故障电流切断,显著降低故障能量(I2t),保护后端设备。

低反向恢复电荷(Qr=380nC@25°C)和快速反向恢复时间(trr=21ns@25°C),减少关断时的反向电流振荡和损耗。

2. 低导通损耗与高电流承载能力

SSCB需求:在正常导通时需低损耗,故障时需耐受高瞬态电流。

B2M011120HK优势:

极低导通电阻(RDS(on)=11mΩ@18V),导通损耗()ID2⋅RDS(on))仅为传统Si器件的1/5,减少温升和散热压力。

高连续电流(ID=162A@25°C)和脉冲电流(ID,pulse=248A),可承载短时故障电流(如短路电流10kA/μs),避免器件烧毁。

3. 高温稳定性与雪崩耐受能力

SSCB需求:需在高温和瞬态过压下长期稳定工作。

B2M011120HK优势:

宽温范围(Tj=−40°C∼175°C),高温下导通电阻仅增至27mΩ(@175°C),性能衰减可控。

雪崩能量耐受(EAS=225mJ@25°C),可吸收故障关断时的瞬态能量,避免器件击穿。

银烧结封装技术优化热阻(Rth(j−c)=0.21K/W),提升散热效率,支持高功率密度设计。

4. 低寄生参数与EMI优化

SSCB需求:需减少开关过程中的电压尖峰和电磁干扰(EMI)。

B2M011120HK优势:

低输出电容(Coss=228pF)和反向传输电容(Crss=11pF),降低关断时的电压过冲(dV/dt),减少缓冲电路需求。

内部栅极电阻(RG(int)=4.1Ω)配合外部驱动优化,可抑制栅极振荡,降低EMI。

5. 系统级优势与成本效益

SSCB需求:需降低系统复杂度与维护成本。

B2M011120HK优势:

高集成度(TO-247-4封装),支持Kelvin源极引脚(Pin3),可精确控制栅极驱动,减少开关延迟不一致性。

无卤素环保设计符合工业标准,延长设备寿命周期。

高频特性(支持100kHz+)允许采用更紧凑的滤波和保护电路,降低系统体积和成本。

与传统Si器件的对比优势

特性SiC MOSFET (B2M011120HK)传统Si IGBT/MOSFET阻断电压1200V(无需串联)通常需多器件串联开关速度17ns延迟,μs级关断延迟>100ns,关断时间>1μs导通损耗11mΩ(极低)导通电阻通常>50mΩ雪崩能力225mJ能量吸收雪崩耐受能力弱,需额外保护高温性能R_DS(on)@175°C仅增2.5倍高温下性能严重退化

结论

B2M011120HK在固态断路器(SSCB)中具备以下核心优势:

超快故障响应:μs级关断速度,显著降低故障电流能量(I2t),保护系统安全;

高可靠性:雪崩能量吸收与宽温范围设计,适应电网瞬态冲击与恶劣环境;

高效节能:低导通损耗减少热设计难度,提升系统效率至99%以上;

紧凑化设计:高集成封装与低寄生参数,简化外围电路,降低整体成本。

这些特性使其在中高压电网保护(如数据中心、新能源电站、轨道交通)中成为理想选择,尤其适用于对快速切断、高可靠性和低损耗要求严苛的场景。

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