導(dǎo)言:由電裝與豐田汽車及豐田中央研究所的共同研發(fā),采用SiC功率元件制成的逆變器,其輸出功率密度高達60kW/L。該試制品通過將功率半導(dǎo)體材料由原來的Si改為SiC,同時功率元件內(nèi)部通過采用自主開發(fā)的構(gòu)造實現(xiàn)了低電阻化,從而降低了電力損耗。
輸出功率密度高達60kW/L的逆變器,該逆變器的體積為0.5L,輸出功率為30kW時,輸出功率密度為60kW/L,此時功率元件的溫度為180℃左右。 而且,還通過改進逆變器模塊內(nèi)的布線,降低了模塊整體的電阻,從而使發(fā)熱量比原產(chǎn)品減少了68%。
這款逆變器還還降低了電能損失,與利用Si制IGBT的逆變器相比,電力損失可降低68%(30Arms時)。
該逆變器由配備SiC制功率元件的模塊,以及用于驅(qū)動該功率元件的控制電路、冷卻風(fēng)扇以及電容器等構(gòu)成。
逆變器模塊中,晶體管采用溝道型SiC制MOSFET,二極管采用溝道型SiC制MOSFE內(nèi)的體二極管。這樣做是為了使模塊小型化。SiC制MOSFET的耐壓為1200V,導(dǎo)通電阻為30mΩ。芯片尺寸約為5mm見方。
逆變器模塊內(nèi)封裝有供三個相位用的高側(cè)和低側(cè)用SiC制MOSFET。每一個相位的高側(cè)和低側(cè)各并聯(lián)使用3枚SiC制MOSFET芯片,整個逆變器模塊共有18枚芯片。
MOSFET約為5mm見方,每枚芯片“可流過100A的電流,但此次采用了3枚芯片共流過70A左右電流的設(shè)計”。也就是說,每枚芯片流過23A左右的電流。
另外,逆變器模塊的寄生電感也得以降低。
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