【经验】OBC典型拓扑中SiC MOS不同封装的优缺点

时间： 2023-09-27 来源：芯众享

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在OBC拓扑中，传统的mosfet不能让开关损耗和效率得到最优化，而SiC mosfet可以通过高频化让OBC拓扑的开关损耗减小，效率得以优化，体积和综合成本得以减小。本文通过侧重对器件封装分析，讨论一下封装对OBC电路的性能影响。

SiC mosfet主要用于高压，大功率应用中，可以让电源转换效率达到99.5%以上，对于几千瓦的电源，损耗可以控制在10W以内。典型的封装为TO247,由于具有较小的Junction to case热阻，因此它具有较低的温升，相关的一些工艺如银烧结工艺，薄晶元技术等都可以改善器件热阻，通常这种封装还具有一个Kelvin连接pin，可以避免负载电流流过源极时对门级驱动回路产生影响，即TO247-4L封装。

这种封装虽然有着一系列的优点，如热阻小，散热好，但是它也具有很多不方便之处，例如，在安装方面就比较麻烦，因为通常TO247-4L或者TO247器件需要通过绝缘陶瓷和导热胶安装在散热器上，另一端需要进行PCB钻孔，焊接，弯折等，还要考虑器件pin脚隔离爬电距离，和绝缘间距等，这造成了比较多的安装及工艺成本。

相应于插件封装，就是典型的贴片封装，如D2PAK-7L,由于导通阻抗低，易于安装，可以直接通过回流焊焊接到一个绝缘金属基板上去，并且连接到液冷散热器上，这个过程不需要绝缘器材及导热胶。同时基于SMD的D2PAK-7L的结构，5个源极的pin脚可以产生很小的源极阻抗及寄生电感，pin脚爬电距离和绝缘间距也可以做到最大，这种封装可以应用在OBC电路中，产生更好的综合性能。

具体分析SMD的封装，由于散热焊盘面积比较小，所以相对具有的Junctionto case及case to heatsink的热阻会变大，这是封装物理限制导致的，较高的热阻会让同样的损耗加大温升，温升反过来会让Rdson增加，从而损耗更大一些。但是SMD封装却可以带来较小的寄生引线电感，较大的绝缘间距及爬电距离。

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