SiC MOSFET损耗计算方法：通过波形的线性近似分割来计算损耗的方法

时间： 2024-05-25 来源：ROHM官网

技术问答

选型帮助

研发客服

商务客服

本文的关键要点

・可以在线性近似有效范围内对所测得的波形进行分割，并使用示例公式进行损耗的近似计算。

・MOSFET开关工作时的总功率损耗是开关损耗和导通损耗之和。

本文ROHM将介绍根据在上一篇文章中测得的开关波形，使用线性近似法来计算功率损耗的方法。

・开关波形的测量方法

・通过波形的线性近似分割来计算损耗的方法

・根据测得波形计算功率损耗示例

・各种波形的开关损耗计算示例

・各种波形的导通损耗计算示例

SiC MOSFET：通过波形的线性近似分割来计算损耗的方法

通过在线性近似有效范围内对所测得的波形进行分割，可以计算出功率损耗。

导通和关断区间的开关损耗

首先，计算开通和关断时间内消耗的功率损耗Pton和Ptoff。波形使用图2中的示例波形。功率损耗使用表1中的近似公式来计算。由于计算公式会因波形的形状而有所不同，因此请选择接近测得波形的近似公式。

在图2的波形示例中，开通时的波形被分割为两部分，前半部分（ton1）使用表1中的例2。另外，使用公式ID1≔0作为条件。后半部分（ton2）使用例3中的公式VDS2≔0。

在图2中，会因MOSFET的导通电阻和ID而产生电压VDS2(on)，但如果该电压远低于VDS的High电压，就可以视其为零。综上所述，可以使用下面的公式（1）来近似计算开通时的功率损耗。

同样，将关断时的波形也分为两部分，前半部分（toff1）使用表1的例1中的公式VDS1≔0，后半部分使用（toff2）例8中的公式ID2≔0。在图2中，由于前述的原因，会产生电压VDS1(off)，但如果该电压远低于VDS的High电压，则将其按“零”处理。这样，就可以使用下面的公式（2）来近似计算关断时的功率损耗。

导通期间的功率损耗

接下来，我们来计算导通期间消耗的功率损耗。图4是用来计算导通损耗的波形示例。由于在TON区间MOSFET是导通的，因此VDS是MOSFET导通电阻和ID的乘积。有关导通电阻的值，请参阅技术规格书。需要从表2中选择接近该波形形状的例子并使用其近似公式来计算功率损耗。

在本示例中，我们使用表2中的例1。MOSFET导通期间的导通损耗可以用下面的公式（3）来计算。

MOSFET关断时的功率损耗在图4中位于TOFF区间，由于MOSFET关断时的ID足够小，因此将功率损耗视为零。

总损耗

如公式（4）所示，MOSFET开关工作时的总功率损耗为此前计算出的开关损耗和导通损耗之和。

需要注意的是，表1和表2中的每个例子都有“参见附录”的注释，在附录中有每个例子的详细计算示例。各计算示例将会在后续的“各种波形的开关损耗计算示例”和“各种波形的导通损耗计算示例”中出现。

【资料下载】SiC功率元器件基础

本资料介绍了SiC的物理性质和优点，并通过与Si元器件的比较介绍了SiC肖特基势垒二极管和SiC MOSFET的特点及使用方法上的不同，还介绍了集诸多优点于一身的全SiC模块。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由walkonair转载自ROHM官网，原文标题为:SiC MOSFET：通过波形的线性近似分割来计算损耗的方法…，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（0）

暂无评论

SiC MOSFET损耗计算方法：开关波形的测量方法

关于根据开关波形计算功率损耗的方法，本文中ROHM将为大家介绍SiC MOSFET开关波形的测量方法。近年来，一些示波器已经具备可以自动计算并显示所观测波形的功率损耗的功能，但如果没有该功能，就需要通过测得的波形来计算损耗了。为此，需要了解具体的测量方法和波形。

技术探讨发布时间 : 2024-05-11

【技术】SiC MOSFET栅-源电压测量：在桥式结构中的注意事项－探头的CMRR篇

在对桥式结构中的高边（HS）MOSFET进行测试时，通常使用高压差分探头或差分探头来观测波形，但所用探头的共模抑制比（CMRR）在高频区域可能会降低，波形波动可能会增加。

技术探讨发布时间 : 2023-02-03

在EV应用中使用第4代SiC MOSFET的效果：装入牵引逆变器实施模拟行驶试验

本文将介绍牵引逆变器的基本工作和在EV中的评估系统（电机试验台的测试环境）。然后使用其测试结果，按照乘用车油耗测试方法WTLC实施模拟行驶仿真，并通过示例来了解使用第4代SiC MOSFET改善电耗的效果。

技术探讨发布时间 : 2024-04-11

ROHM（罗姆） SiC（碳化硅）MOSFET选型指南（中文）

描述- SiC MOSFET原理上在开关过程中不会产生拖尾尾电流，可高速运行且开关损耗低。低导通电阻和小型芯片尺寸造就较低的电容和栅极电荷。此外，SiC还具有如导通电阻增加量很小的优异的材料属性，并且有比导通电阻可能随着温度的升高而上升2倍以上的硅（Si）器件更优异的封装微型化和节能的优点。

型号- SCT3160KL,SCT4062KR,SCT3030KLHR,SCT4013DE,SCT3080AW7,SCT2450KE,SCT3160KW7,SCT2H12NZ,SCT4062KW7HR,SCT2450KEHR,SCT4013DR,SCT3060ALHR,SCT3040KRHR,SCT3060ARHR,SCT3040KLHR,SCT4036KEHR,SCT4045DRHR,SCT3022KLHR,SCT2160KE,SCT3080KW7,SCT3017ALHR,SCT3022AL,SCT3080ALHR,SCT3060AR,SCT3105KLHR,SCT4036KR,SCT3060AL,SCT4026DEHR,SCT4062KRHR,SCT3040KR,SCT2080KE,SCT3080KR,SCT3105KRHR,SCT3120AL,SCT4013DW7,SCT3030KL,SCT4062KWAHR,SCT4062KE,SCT3080ARHR,SCT4036KW7,SCT2280KEHR,SCT3120ALHR,SCT2280KE,SCT4062KWA,SCT3030AR,SCT3030AL,SCT3030AW7,SCT4036KRHR,SCT4045DEHR,SCT3120AW7,SCT3040KL,SCT3105KW7,SCT2080KEHR,SCT4018KW7,SCT4045DWA,SCT3080KL,SCT3030ALHR,SCT4062KW7,SCT3040KW7,SCT3022ALHR,SCT3030ARHR,SCT4045DW7,SCT3017AL,SCT4036KE,SCT4018KE,SCT4045DE,SCT4026DW7,SCT4062KEHR,SCT3080AR,SCT4026DW7HR,SCT4026DE,SCT4026DWA,SCT3160KLHR,SCT3080AL,SCT4045DW7HR,SCT4045DR,SCT2160KEHR,SCT3022KL,SCT4018KR,SCT4026DR,SCT4045DWAHR,SCT3105KL,SCT3160KW7HR,SCT3105KR,SCT3080KLHR,SCT3060AW7,SCT4026DRHR,SCT3080KRHR,SCT4026DWAHR

选型指南 - ROHM - 2024/2/27 PDF 中文下载

ROHM（罗姆）SiC（碳化硅）MOSFET选型指南（英文）

目录- SiC MOSFETs

型号- SCT3160KL,SCT4062KR,SCT3030KLHR,SCT4013DE,SCT3080AW7,SCT2450KE,SCT3160KW7,SCT2H12NZ,SCT4062KW7HR,SCT2450KEHR,SCT4013DR,SCT3060ALHR,SCT3040KLHR,SCT4036KEHR,SCT4045DRHR,SCT3022KLHR,SCT2160KE,SCT3080KW7,SCT3017ALHR,SCT3022AL,SCT3080ALHR,SCT3060AR,SCT3105KLHR,SCT4036KR,SCT3060AL,SCT4026DEHR,SCT4062KRHR,SCT3040KR,SCT2080KE,SCT3080KR,SCT3120AL,SCT4013DW7,SCT3030KL,SCT4062KE,SCT4036KW7,SCT2280KEHR,SCT2280KE,SCT3030AR,SCT3030AL,SCT3030AW7,SCT4036KRHR,SCT4045DEHR,SCT3120AW7,SCT3040KL,SCT3105KW7,SCT2080KEHR,SCT4018KW7,SCT3080KL,SCT3030ALHR,SCT4062KW7,SCT3040KW7,SCT3022ALHR,SCT4045DW7,SCT3017AL,SCT4036KE,SCT4018KE,SCT4045DE,SCT4026DW7,SCT4062KEHR,SCT3080AR,SCT4026DW7HR,SCT4026DE,SCT4036KW7HR,SCT3080AL,SCT4045DW7HR,SCT4045DR,SCT2160KEHR,SCT3022KL,SCT4018KR,SCT4026DR,SCT3105KL,SCT3105KR,SCT3080KLHR,SCT3060AW7,SCT4026DRHR

选型指南 - ROHM - Edition 2022 - 2022/8/3 PDF 英文下载查看更多版本

ROHM提供支持电力电子仿真工具PSIM™的第4代SiC MOSFET仿真模型

全球知名半导体制造商ROHM（总部位于日本京都市）开始提供支持电力电子仿真工具PSIM™的第4代SiC MOSFET仿真模型。该模型可在Altair® US公司开发的电力电子和电机控制用的电路仿真工具PSIM™中使用。设计人员可从ROHM官网下载模型文件，轻松进行系统级评估。这一进展使得在更广泛的产业领域中进行高效设计和评估成为可能，并能进一步推动功率元器件的使用。

产品发布时间 : 2024-09-15

【经验】采用4引脚封装的SiC MOSFET : SCT3xxx xR系列之采用4引脚封装的原因

ROHM最近推出了SiC MOSFET的新系列产品“SCT3xxx xR系列”。SCT3xxx xR系列采用最新的沟槽栅极结构，进一步降低了导通电阻；同时通过采用单独设置栅极驱动器用源极引脚的4引脚封装，改善了开关特性，使开关损耗可以降低35%左右。此次，针对SiC MOSFET采用4引脚封装的原因及其效果等问题，产出了本系列文章，本文是第一篇：采用4引脚封装的原因。

设计经验发布时间 : 2020-04-28

SCT2H12NZ 1700V高耐压SiC MOSFET

型号- SCT2280KE,SCT212AF,SCT2450KE,SCT2160KEAHR,SCT2450KEAHR,SCT2H12NZ,SCT3022KL,SCT2080KE,SCT3040KL,SCT3030KL,BD7682FJ-LB-EVK-402,SCH2080KE,SCT2H12NYSCT2750NY,SCT2080KEAHR,SCT2280KEAHR,SCT2160KE

商品及供应商介绍 - ROHM - 08.2016 PDF 中文下载

罗姆第4代SiC MOSFET裸芯片批量应用于吉利集团电动汽车品牌“极氪”3种主力车型

日前，搭载了罗姆第4代SiC MOSFET裸芯片的功率模块成功应用于“极氪”电动汽车3种车型的主机逆变器上，有助于延长车辆续航距离以及提高性能。

应用方案发布时间 : 2024-08-30

【经验】SiC MOSFET桥式电路的开关产生的电流和电压

本文ROHM将介绍在SiC MOSFET桥式结构的栅极驱动电路的导通(Turn-on)/关断( Turn-off)开关动作中，SiC MOSFET的VDS和ID的变化会产生什么样的电流和电压。

设计经验发布时间 : 2020-11-22

ROHM（罗姆）一次电源元器件选型指南（中文）

目录- 一次电源综合解决方案一次电源产品矩阵 AC/DC转换器产品开发方针各类电源方式的产品概要各类产品的特点和产品阵容第3代沟槽结构SiC MOSFET 第3代SiC肖特基势垒二极管第2代超级结MOSFET(600V、650V) 第4代快速恢复二极管RFS/RFL系列第3代快速恢复二极管RFNL7RFV系列齐纳二极管分流电阻器高可靠性电阻器

型号- BD7673AG,BD768XFJ,UDZGVTE-1713B,RFV12TG6S,BM2P141W,R6009JND3,BM1P105FJ,BM2P141X,KN 系列,R6507KNJ,BM2P249TF,R6025JNZ,PDZV,UDZFVFHTE-173.9B,UDZGVFHTE-173.9B,R6025JNX,UDZFVTE-178.2B,R6507KNX,UDZFVTE-177.5B,UDZGVFHTE-1718B,UDZFVTE-176.8B,SDR,BM2P131E,MCR01,SCT3022AL,BM2P104QF,UDZGVTE-1724B,MCR03,SCS306AHG,UDZGVTE-1712B,R6509KND3,SDZ,GMR,UDZGVTE-1736B,UDZGVFHTE-176.2B,R6047KNZ4,SCT3120AL,RFS20TJ6S,BM1PXXBFJ,BM2PA15,EDZV,UDZGVTE-1711B,PML50,SCT2280KE,BM2P137QK,R6009ENX,SCS210KGHR,BM1R001XXF,KTR25,SCS240AE2HR,UCR01,UCR03,BM2P131X,BM2P131W,UDZFVFHTE-176.2B,R6003KND3,BM1QXXX,R6009ENJ,SCT3080KL,SCS312AM,SFR,UDZGVFHTE-1716B,UDZGVTE-1722B,BM2P011,UDZGVTE-1710B,R6024KNZ4,BM2P139TF,RFV5BM6S,UCR18,BM2P016,R6547KNZ4,SCS240AE2,BM2P014,BM2P015,BM2P012,UCR10,BM2P013,BM1P101,SCT2750NY,R6070JNZ4,UDZGVFHTE-174.7B,UDZFVFHTE-174.7B,BM2P0361,BZX84B,BM1PXXCFJ,BZX84C,BM2PA35,RFNL10TJ6S,UDZGVTE-1733B,BM2P134E,BM1C102,BM1C101,UDZFVTE-1716B,AC/DC系列,R6511KND3,UDZGVTE-174.3B,SCS210AGHR,BM2P121W,BM2P134EF,BM1P107FJ,BM2P121X,BM2P012T,R6004KNX,UDZGVTE-173.6B,BM1P062FJ,BM2P137TKF,SCT2160KE,R6004JNJ,BD7672BG,R6030JNZ4,RFV,R6524ENZ,R6524ENX,UDZFVTE-1715B,UDZGVTE-1720B,UDZFVTE-1727B,UDZGVTE-175.1B,BM1Q001FJ,BM2P101GK,UDZGVFHTE-1715B,R6515KNX1,R6524ENJ,SCS210KE2,BM2P134Q,BM2P0141,UDZGVFHTE-1727B,R6011ENX,R6015KNX,R6015KNZ,RFVS8TG6S,RFNL10TJ6S*3,BM2P129TF,PML10,UDZFVTE-1718B,MCR10,BM1051F,BM2P133EK,UDZGVFHTE-175.6B,UCR006,UDZGVFHTE-1736B,UDZFVFHTE-175.1B,UDZGVFHTE-1724B,UDZGVFHTE-1712B,BM1P061FJ,BM2P014T,BMXFJ,BM2P0391,R6035ENZ4,UDZFVTE-179.1B,BM2P0151,PML18,R6020ENZ4,R6004KNJ,R6576KNZ4,BM2P101E,MCR25,SCS215AM,SCS215AG,UDZGVTE-1730B,BM1Q002FJ,BM2SCQ124T-LB,RFS30TZ6S,SCS215AE,UDZFVFHTE-173.6B,R6015KNJ,UDZFVFHTE-174.3B,UDZGVFHTE-1713B,R6011ENJ,BM1PXXX,BM2P0161,SCS220AGHR,RFL60TZ6S,MCR18,BM1050AF,BM2P181W,UDZFVTE-1724B,TFZV,UDZFVTE-1736B,R6007ENX,UDZFVTE-1712B,R6504KNJ,RFVS8TJ6S,BM2PXX1,UDZGV,RFL60TS6D,BM2P135TF,R6007ENJ,SCS230AE2,R6504KND3,BD7671FJ,PSR400,SCS210AM,R6035KNZ,SCS210AG,UDZFVTE-1711B,R6515KNX,UDZGVFHTE-179.1B,R6515KNZ,SCS210KE2HR,SCS215KG,R6030ENZ,R6030ENX,BM2P134QF,R6004JND3,BM2P061E,R6504KNX,BM1C102F,R6030KNZ4,R6507KND3,SCS220AM,BM1P06CFJ,PML100,BM2PXXX,R6011KNX,MCR50,SCS220AE,R6007END3,SCS220AG,ESR25,R6511ENX,SDR03,SDR05,R6511ENJ,BM2P064EF,R6515KNJ,BM1C101F,R6530ENZ,ESR,SCS310AHG,R6530ENX,UDZFVTE-1713B,UDZGVFHTE-176.8B,UDZGVFHTE-177.5B,SCT3080AL,UDZGVFHTE-178.2B,ESR10,UDZFV,ESR18,R6011KNJ,SCH2080KE,RGCL,MCR,BM2P051F,TDZV,SCS205KG,UDZFVTE-1720B,BM2P0922F,BM2P131GK,SCS212AGHR,R60XXENX,R6530KNZ4,R6535ENZ4,SCS205KGHR,BM2P0161K,ESR03,ESR01,BM1P066FJ,BD7692FJ,BM2P064E,BM2P052F,SCS212AM,R6012JNX,BM2P159PF,SCS212AG,UFZV,BM2P131FK,RFNL5TJ6S,SCS320AM,R6020ENX,R6024KNX,R6011KND3,R6020ENZ,R6524KNZ4,SCS206AGHR,R6024KNZ,BM2P053F,BD7681FJ,R6520ENZ4,BM1Q103FJ,R6509ENJ,R6020ENJ,BM2P151X,UDZFVTE-1722B,R6024KNJ,R6050JNZ4,RFNL20TJ6S,BM2P151W,R6535KNZ,RFV12TJ6S,UDZFVTE-1710B,MCR100,R6530KNX1,SCS320AHG,SCS310AM,R6509ENX,BM1P065FJ,PSR100,R6012JNJ,BM2P054F,BD7691FJ,BD7679G,SCS308AHG,R6076ENZ4,R6524KNX1,RFS60TZ6S,UDZFVTE-1733B,PML,BM2P0322,RFL30TZ6S,SCT3105KL,PMR,BM1Q104FJ,R6035KNZ4,R60XXKNX,R65XXENX,BM2P26CK,BM2PXXXC,SFR10,R6020JNJ,SCS308AM,UDZFVFHTE-1727B,UDZFVFHTE-1715B,SFR03,R60XX,BM2SCQ12XT,SFR01,R6520ENX,R6524KNX,R6520ENZ,BM1P068FJ,BD7690FJ,R6524KNZ,BD85506F,SCT3060AL,R6520ENJ,UDZV,UDZFVFHTE-1716B,R6009END3,R6524KNJ,SCT3030KL,UDZGVTE-179.1B,BM2SCQ121T-LB,PMR03,RFNL5BM6S,R6020KNZ4,RFV8BM6S,R6002END3,R6020KNX,SCS312AHG,BM2P189TF,R6020KNZ,PMR01,R6006KND3,BM2P061FK,R6015ENZ,BM2P074KF,R6007JNJ,R6020KNJ,UDZFVTE-1730B,BM2P107QKF,SFR25,RFV15TG6S,PMR18,BM1P067FJ,R6042JNZ4,BM2P061GK,PMR10,UDZFVFHTE-1718B,R6004ENJ,R6018JNX,R6004ENX,R6047ENZ4,UDZGVTE-176.8B,R6030JNZ,PMR25,R6509END3,R6015ENJ,R6502END3,SFR18,UDZGVTE-178.2B,KDZV,SCS210KG,RFV8TG6S,UDZGVTE-177.5B,R6007JNX,BM2P091F,R6015ENX,SCS215AGHR,BM2PXXXP,SCT3160KL,R6009JNX,R6020JNZ4,RFNL15TJ6S,R6009JNJ,R6507ENJ,SCT2450KE,R6007KND3,SCS220AE2,R6030ENZ4,R6507ENX,BM2P092F,RFV15TJ6S,SCS220KE2HR,PSR,R6511KNX,R6547ENZ4,SDR10,R6024ENZ4,BM2P093F,R6576ENZ4,UDZLV,RFNL5BGE6S,SCS208AGHR,R6009KNJ,SCT3040KL,SCS310A,RFNL,PTZ,BM2P094F,PSR500,R6511KNJ,SCT3017AL,PFC系列,R6006JND3,R80XXKNX,R6009KNX,R6020JNX,R6020JNZ,BM2P095F,BM2P109TF,SCS220KE2,SCS206AG,SCS304AM,SCT2H12NY,SCT2H12NZ,BM2P0522F,BM2P101W,BM1P101FJ,BM2P101X,BM2SCQ12XT-LB,BM2P101V,R6004END3,UDZFVFHTE-177.5B,UDZGVFHTE-1722B,BM2SCQ123T-LB,R6507END3,UDZFVFHTE-178.2B,UDZGVFHTE-1710B,BM2P016T,UDZFVFHTE-1730B,UDZGVTE-174.7B,BM2P091,UDZFVFHTE-176.8B,BM2P01XT,BM1Q001,UDZFVTE-173.9B,YFZV,R6076KNZ4,LTR18,RFV30TG6S,UDZFVFHTE-1720B,KDZLV,SCS315AM,UDZGVTE-176.2B,SCT2080KE,R6024ENZ,R6024ENX,UDZGVFHTE-1711B,SCS220AE2HR,R6535ENZ,SCS220KGHR,PMR100,LTR10,RFS30TS6D,R6024ENJ,CDZV,SCT3030AL,UDZFVTE-175.1B,BM2P104E,UDZFVFHTE-1733B,R6509KNJ,R6511END3,BM1Q011FJ,BM2P101FK,R6004JNX,UDZFVFHTE-179.1B,R6504END3,UDZGVFHTE-1720B,R6509KNX,SCS315AHG,R6025JNZ4,SCT2120AF,BM2P094,SCS304AHG,UDZFVTE-174.3B,BM2P092,BM2P093,UDZFVFHTE-1710B,UDZGVTE-1718B,BM2P107QK,UDZFVFHTE-1722B,R6007JND3,SCS230AE2HR,R65XXKNX,BM2PA96

选型指南 - ROHM - Ver.1.1 - 2019年11月 PDF 中文下载

ROHM 4th Gen SiC MOSFET Simulation Models for PSIM™ Now Available

ROHM has begun offering 4th Gen SiC MOSFET simulation models compatible with PSIM™, a circuit simulator designed for power electronics and motor drive developed by Altair®. Designers can now easily download model files to perform system-level evaluations, allowing for efficient design and evaluation across a wire range of industrial sectors, further promoting the use of power devices.

产品发布时间 : 2024-08-02

【应用】ROHM SiC MOSFET SCT3060AR助力3.6kW图腾柱PFC效率提高至98%

本文利用ROHM的SiC MOSFET在3.6kW图腾柱PFC上应用，验证使用SiC MOSFET 的图腾柱PFC可以成为3.6kW AC-DC 部分的高性能解决方案。高压输入时，系统的峰值效率为 98.5％；在 500W和满载之间，整体效率保持在98％以上。

应用方案发布时间 : 2020-06-30

4th Gen SiC MOSFETs Discrete Package: Characteristics and Precautions for Circuit Design Application Note

型号- SCT4062KR,SCT4XXXXXXXXE,SCT4XXXXXXXR SERIES,P04SCT4018KE-EVK-001,SCT4036KR,SCT3040KR,P05SCT4018KR-EVK-001,SCT3XXXX,SCT4XXXXXXXR,SCT4018KR,SCT4026DR,BM61M41RFV-C,SCT4XXXXXXXXE SERIES,P04SCT4018KR-EVK-001,SCT4XXXX,SCT4036KE

应用笔记或设计指南 - ROHM - Rev.001 - June 2022 PDF 英文下载

在EV应用中使用第4代SiC MOSFET的效果：图腾柱PFC实机评估

本文将介绍在相同的BEV电源架构的组成模块之一—OBC的双向图腾柱PFC中使用第4代SiC MOSFET时的实验结果。图腾柱PFC是作为可提高效率的PFC转换器在近年来备受关注的拓扑。另外，为了微电网系统更加稳定，并促进供需平衡，全球范围都在研究V2G（Vehicle To Grid），双向工作也变得越发重要。

设计经验发布时间 : 2024-07-14