傾佳電子楊茜以50KW高頻感應(yīng)電源應(yīng)用為例，分析BASiC基本股份國產(chǎn)SiC模塊替代英飛凌IGBT模塊損耗計算對比:

傾佳電子楊茜致力于推動國產(chǎn)SiC碳化硅模塊在電力電子應(yīng)用中全面取代進口IGBT模塊，助力電力電子行業(yè)自主可控和產(chǎn)業(yè)升級！

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個必然，勇立功率半導(dǎo)體器件變革潮頭：

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET模塊全面取代IGBT模塊的必然趨勢！

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技術(shù)說明：BASiC-BMF160R12RA3（SiC MOSFET模塊）替代Infineon-FF300R12KS4（IGBT模塊）的技術(shù)優(yōu)勢

一、BASiC-BMF160R12RA3的技術(shù)優(yōu)點

材料特性優(yōu)勢
SiC（碳化硅）材料具有更高的禁帶寬度（3.3eV vs. Si的1.1eV），支持更高的工作溫度（175°C vs. IGBT的150°C）和更高的擊穿場強，顯著降低導(dǎo)通電阻和開關(guān)損耗。

低導(dǎo)通損耗

RDS(on)典型值僅為7.5mΩ@18V（@160A），導(dǎo)通損耗為 Pcond?=I2?RDS(on)?。

相比之下，IGBT的導(dǎo)通損耗為 Pcond?=VCE(sat)??I，在300A時 VCE(sat)?=3.75V，損耗顯著更高。

低開關(guān)損耗

SiC MOSFET的開關(guān)能量（Eon=440μJ，Eoff=8.9mJ@800V/160A）遠低于IGBT（Eon=25mJ，Eoff=15mJ@600V/300A）。

高頻下（如20kHz），開關(guān)損耗差異進一步放大。

高頻性能優(yōu)異

SiC MOSFET模塊的開關(guān)速度更快（上升/下降時間僅數(shù)納秒），適合高頻應(yīng)用（如50kW感應(yīng)電源），而IGBT模塊在高頻下開關(guān)損耗劇增。

熱管理優(yōu)勢

熱阻更低（Rth(j-c)=0.29K/W vs. IGBT的0.064K/W），結(jié)合更高結(jié)溫，散熱設(shè)計更靈活。

二、50kW高頻感應(yīng)電源應(yīng)用仿真對比（假設(shè)條件）

系統(tǒng)參數(shù)：輸入電壓800V，輸出功率50kW，工作電流62.5A，開關(guān)頻率20kHz。

測試條件：SiC MOSFET基于VDS=800V，IGBT基于VCE=600V（保守值）。

1. 導(dǎo)通損耗對比

SiC MOSFET模塊：
Pcond?=(62.5)2?0.0075=29.3W。

IGBT模塊：
Pcond?=3.75V?62.5A=234.4W。

優(yōu)勢：SiC MOSFET模塊導(dǎo)通損耗降低 87%。

2. 開關(guān)損耗對比

SiC MOSFET模塊：
單次開關(guān)總能量 Esw?=440μJ+8900μJ=9.34mJ，
Psw?=9.34mJ?20kHz=186.8W。

IGBT模塊：
單次開關(guān)總能量 Esw?=25mJ+15mJ=40mJ，
Psw?=40mJ?20kHz=800W。

優(yōu)勢：SiC MOSFET模塊開關(guān)損耗降低 76%。

3. 總損耗對比

SiC MOSFET總損耗：29.3W + 186.8W = 216.1W。

IGBT總損耗：234.4W + 800W = 1034.4W。

效率提升：BASiC基本股份國產(chǎn)SiC MOSFET模塊總損耗僅為英飛凌IGBT模塊的 21%，系統(tǒng)效率提升顯著。

三、替代方案總結(jié)

效率提升：BASiC基本股份國產(chǎn)SiC MOSFET模塊的總損耗降低近80%，適合高頻高功率密度場景。

散熱需求降低：損耗減少可簡化散熱設(shè)計，降低系統(tǒng)體積。

可靠性增強：更高結(jié)溫（175°C）和更優(yōu)熱阻支持更嚴苛環(huán)境。

成本權(quán)衡：BASiC基本股份國產(chǎn)SiC模塊初期成本已經(jīng)和進口IGBT模塊持平，長期運行能效和可靠性更有優(yōu)勢。

結(jié)論：在50kW高頻感應(yīng)電源中，基本股份BASiC-BMF160R12RA3替代Infineon-FF300R12KS4可顯著提升效率、降低溫升，并支持更高開關(guān)頻率，是技術(shù)升級的理想選擇。

審核編輯 黃宇