【经验】1200V/75mΩ高性价比SIC MOSFET助力6.6KW车载OBC全桥逆变，较主流型号成本降低10%
车载OBC充电机电路主要由AC/DC整流、升压PFC、全桥逆变、AC/DC整流四部分组成，OBC车载充电机简易电路框图如下图1所示。
图1：OBC车载充电机简易电路框图
为提升6.6KW的车载OBC充电效率，其全桥逆变的开关管一般选用高耐压、低导通损耗的1200V/80mΩ SIC MOSFET做设计，针对这个规格，市场上主流应用的型号为WOLFSPEED（科锐）的C2M0080120D、LITTELFUSE（力特）的LSIC1MO120E0080，均为TO-247-3封装，两个型号可以完全pin-pin兼容，市场上的价格也基本相当。
为满足市场端设计研发人员为兼容普通MOSFET的栅源工作电压（主要是正电压+15V）设计，并降低系统设计成本的需求，世界知名半导体供应商Wolfspeed（科锐）有推出一款自带独立驱动源引脚（又称开尔文源极引脚）的TO-247-4封装、具有更低的导通阻抗、单价设计成本相比1200V/80mΩ的SIC MOSFET可降低10%的SIC MOSFET，型号为 C3M0075120K，下面提供下LSIC1MO120E0080、C2M0080120D和C3M0075120K电性参数对比，参考如下图2所示。
图2：SIC MOSFET LSIC1MO120E0080、C2M0080120D和C3M0075120K电性参数对比
通过如上图示易知，Wolfspeed（科锐）新推出的C3M0075120K SIC MOSFET产品技术优势明显：
1、 在Tc=25℃条件下，75mΩ导通电阻+51nC总栅极电荷，具有更低的开关损耗特性；在高温条件下仍可维持较低的导通电阻，有利于提高工作效率的同时降低了系统的冷却需求；
2、 栅源电压VGS建议值为-4V和+15V，与普通MOSFET相同的栅极工作电压设计，产品兼容性更强；
3、 反向传输电容低至3pF，可有效抑制开关噪声，改善Vge波形振铃，避免关断期间因栅极振动过大出现误导通现象；
4、 器件的总开启时间为33ns，总关闭时间为44ns，具有快速开关能力，可满足用户高速开关的需求。
Wolfspeed（科锐）C3M0075120K SIC MOSFET采用TO-247-4封装，共有4个pin脚，分别为pin1（D极）、pin2（S极）、pin3（S极-开尔文源极）、pin4（G极），其实物图和内部功能框图参考如下图3所示。
图3：Wolfspeed（科锐）C3M0075120K SIC MOSFET的实物图和内部功能框图
通过如上图示易知：
Wolfspeed（科锐）C3M0075120K SIC MOSFET采用先进的C3MSiCMOSFET技术，经过优化的封装，自带独立驱动源引脚（pin3），又称开尔文源极引脚，其用作栅极驱动电压的参考电势，从而消除电压降对源极（S极）封装寄生电感的影响，可以最大限度地减少门极振荡并减少系统损耗。
除去如上的设计优势外，Wolfspeed（科锐）C3M0075120K SIC MOSFET的漏极和源极之间的爬电距离为8mm，可参考其尺寸图，见下图4所示。
图4：Wolfspeed（科锐）C3M0075120K SIC MOSFET封装尺寸图
最后，总结下Wolfspeed（科锐）C3M0075120K SIC MOSFET器件优势：
1、低损耗：
◆在Tc=25℃条件下，75mΩ导通电阻+51nC总栅极电荷，具有更低的导通损耗和开关损耗特性；同时，在高温Tc=100℃条件下，仍可维持较低的导通电阻（典型值为100mΩ），有利于提高工作效率的同时降低了系统的冷却需求；
◆采用自带独立驱动源引脚的TO-247-4封装，可有效消除电压降对源极封装寄生电感的影响，可以最大限度地减少门极振荡并减少系统损耗；
2、兼容性强
栅源电压VGS建议值为-4V和+15V，与普通MOSFET相同的栅极工作电压设计，产品兼容性更强；
3、低开关噪声
反向传输电容低至3pF，可有效抑制开关噪声，改善Vge波形振铃，避免关断期间因栅极振动过大出现误导通现象；
5、快速开关能力
器件的总开启时间为33ns，关闭时间为44ns，可满足用户针对高速开关的需求；
6、高安全性
相比TO-247-3封装的漏极和源极之间的爬电距离5.44mm，TO-247-4封装的漏极和源极之间的爬电距离高达8mm，产品具有更高的安全性；
7、更低的成本
单价成本相比Littelfuse（力特）LSIC1MO120E0080 和 Wolfspeed（科锐）C2M0080120D降低10%，全桥逆变单机用量4颗，可大幅降低系统设计成本。
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|
产品型号
|
品类
|
VDSS(V)
|
RDS(on)(mΩ)
|
GEN
|
Drain Current(A) TC=25℃
|
VGS(th)(V) (Typ.)
|
Gate Charge Total(Qg)(nc)
|
Total Power Dissipation(PTOT)(W)
|
Junction Temperature(TJ)(MAX)(℃ )
|
Package
|
质量等级
|
|
WM2V020065K
|
SiC MOSFET
|
650V
|
20mΩ
|
G2
|
92A
|
2.6V
|
187nc
|
312W
|
175℃
|
TO-247-3
|
车规级
|
选型表 - 中电国基南方 立即选型
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