21ic訊 CISSOID公司近日宣布，向 Thales Avionics Electrical Systems 交付首個(gè)三相 1200V/100A SiC MOSFET 智能功率模塊(IPM)原型。該模塊在 Clean Sky Joint Undertaking 項(xiàng)目的支持下開發(fā)而成，通過減小重量和尺寸，該模塊有助于提高功率轉(zhuǎn)換器密度，從而支持多電飛機(jī)(More-Electrical Aircraft)中的發(fā)電系統(tǒng)和機(jī)電致動(dòng)器。

此 IPM 可讓柵極驅(qū)動(dòng)器與功率晶體管完美整合，從而利用碳化硅(SiC)的全部優(yōu)勢，即低切換損耗和高工作溫度。 憑借 HADES2® 隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器(該產(chǎn)品綜合了多年的 SiC 晶體管驅(qū)動(dòng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn))，并結(jié)合先進(jìn)的封裝技術(shù)，使功率模塊在極端條件下實(shí)現(xiàn)可靠運(yùn)行。

對(duì)于此航天級(jí)模塊，已選擇三相功率轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)，對(duì)于混合動(dòng)力汽車(HEV)和鐵路項(xiàng)目，正在研究其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在這個(gè)三相拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，6個(gè)切換位置中的每個(gè)都包括一個(gè)100A SiC MOSFET晶體管和一個(gè)100A SiC肖特基續(xù)流二極管。這些器件可承受高達(dá)1200V的電壓，為540V航天直流總線提供足夠的防過壓冗余，而且此模塊在設(shè)計(jì)上可輕松使用1700V/150A SiC器件進(jìn)行升級(jí)。晶體管的典型導(dǎo)通電阻為12.5mΩ或8.5mΩ，取決于其額定電流是100A還是150A。

在模塊的設(shè)計(jì)中還特別注意了熱工方面的問題。首先，所有選用的材料都允許在較高結(jié)溫(高達(dá)200°C，峰值為225°C)下可靠運(yùn)行，以降低冷卻要求。這種選材還使該模塊能耐受機(jī)體和儲(chǔ)存溫度較高(150℃)的情況。最后，該模塊基于AlSiC基板、AIN基片和銀燒結(jié)等高性能材料，以提供與SiC器件之間近乎完美的熱膨脹系數(shù)(CTE)匹配，以及耐熱方面的高魯棒性和功率循環(huán)表現(xiàn)。

在同一個(gè)IPM中協(xié)同化設(shè)計(jì)柵極驅(qū)動(dòng)器和功率模塊使CISSOID可以優(yōu)化柵極驅(qū)動(dòng)器電路，并且在考慮功率模塊的寄生電感的同時(shí)最大限度減少這種電感(如可能)。最大限度減少寄生電感可更快切換SiC晶體管并降低切換損耗。IPM還可為電力電子設(shè)計(jì)者提供一種即插即用解決方案，使他們在設(shè)計(jì)柵極驅(qū)動(dòng)器板時(shí)節(jié)省大量時(shí)間，而使用SiC晶體管設(shè)計(jì)柵極驅(qū)動(dòng)器板是非常具有挑戰(zhàn)性的。這樣，用戶可集中精力設(shè)計(jì)充分利用SiC優(yōu)點(diǎn)的高密度功率轉(zhuǎn)換器。

Thales Avionics功率轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)經(jīng)理Taoufik Bensalah表示：“很高興能夠在Clean Sky項(xiàng)目體系中與CISSOID團(tuán)隊(duì)合作。他們可以非常靈活地為我們提議相關(guān)解決方案，滿足多電飛機(jī)對(duì)新一代高密度功率轉(zhuǎn)換器的要求。”CISSOID工程副總裁Etienne Vanzieleghem補(bǔ)充道：“對(duì)于和 Thales 開展的這次成效顯著的合作，以及我們在規(guī)范這個(gè)IPM時(shí)進(jìn)行的開放性討論，我們都感到非常愉快。我們還要感謝 Clean Sky項(xiàng)目使這次合作順利成行，這也是CISSOID在結(jié)合封裝和電路設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)方面的一個(gè)良好范例。這個(gè)項(xiàng)目還提供了一個(gè)機(jī)會(huì)，增進(jìn)了我們與塔布(CISSOID封裝團(tuán)隊(duì)所在地)的PRIMES平臺(tái)之間的合作關(guān)系。”