【元件】基本半导体Pcore™2 E2B工业级碳化硅半桥模块——革新您的电源体验

时间： 2024-11-22 来源：基本半导体公众号

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随着可再生能源、电动汽车等领域现代电力应用的发展，硅的局限性变得越来越明显。以碳化硅为代表的宽禁带半导体材料具有适合高压、大功率应用的优良特性，在650V、1200V及更高电压场景中开始发挥显著作用，成为光伏逆变器、电动汽车充电的最佳解决方案。

本期话题，给大家推荐一个超级给力的产品，那就是基本半导体面向工业应用开发的Pcore™2 E2B工业级碳化硅半桥模块。如果你还在为传统硅基半导体的性能瓶颈烦恼，那你绝对不能错过这款产品。它不仅采用了先进的碳化硅技术，还结合了高品质晶圆工艺，简直就是高效与稳定的完美结合！

一、高性能氮化硅陶瓷基板带来的革命性好处

为改善长期高温度冲击循环引起的CTE失配现象，Pcore™2 E2B工业级碳化硅半桥模块采用高性能的氮化硅（Si₃N₄）AMB陶瓷基板及高温焊料，以满足应用端对高热导率、优异电绝缘性能以及高强度、高可靠性的要求。

不同陶瓷覆铜板材料的性能对比

1. 高热导率与低热膨胀系数

由于氮化硅陶瓷基板的热导率远高于传统的硅材料，这意味着在高功率密度的应用中，它可以更有效地散热。此外，其低热膨胀系数确保了在温度变化时器件的物理尺寸保持稳定，从而减少了因热循环引起的机械应力，提高了模块产品的长期可靠性。

相比之下，氧化铝（Al₂O₃）虽然成本较低，但其热导率仅为20-35W/m·K，远低于氮化硅的160-240W/m·K。氮化铝（AlN）的热导率较高，约为170-260W/m·K，与氮化硅相近，但在高温下，氮化铝的性能可能会下降。

2. 优异的电绝缘性能

氮化硅材料的电绝缘强度是硅的10倍，这使得Pcore™2 E2B模块能够在更高的电压和频率下工作，同时保持较低的能量损耗。这对于追求高效率和高功率密度的应用来说，是一个显著的优势。而氧化铝和氮化铝虽然也具有良好的电绝缘性能，但它们的电气性能通常不如氮化硅。

3. 耐环境影响

由于氮化硅材料对环境因素如湿度、温度和化学物质等具有很高的抵抗力，这保证了Pcore™2 E2B模块在恶劣环境下仍能保持稳定性能，延长使用寿命。相比之下，氧化铝和氮化铝在某些极端环境下可能会出现性能退化，尤其是在高温和化学腐蚀环境中。

二、晶圆内嵌碳化硅肖特基二极管的显著设计优势

1. 低开关损耗、抗双极性退化

基于碳化硅肖特基二极管的零反向恢复特性，Pcore™2 E2B模块所采用的碳化硅MOSFET晶圆在设计时便考虑到了这一点，通过在碳化硅MOSFET元胞中内置碳化硅二极管元胞，使得体二极管基本没有反向恢复行为，大幅降低了器件的开通损耗。

这种设计有效避免了传统体二极管的叠层缺陷问题，即当逆电流流过本体二极管时，不会导致主体MOSFET管的有源区域减小和比导通电阻R_DS(on)的变化。这种设计不仅降低了V_F值，还防止了碳化硅的双极性退化。

2. 低导通压降

这一晶圆设计也使得Pcore^™2 E2B模块中的体二极管（SiC SBD）具有极低的导通压降，仅为1.35V。这比传统的硅基二极管要低得多，直接导致了更低的正向压降和更高的效率，尤其在高电流应用中更为明显。

3. 高速开关性能

内嵌的碳化硅二极管不仅导通压降低，而且具有非常快的开关速度。这意味着在高频应用中，Pcore™2 E2B模块可以快速切换减少开关损耗，提高整体能效。

4. 高温稳定性

内嵌碳化硅二极管的碳化硅MOSFET的使用还赋予了Pcore™2 E2B模块出色的高温稳定性。即使在极端的工作温度下，内嵌的碳化硅二极管也能保持其卓越的电气特性，确保设备在各种环境下都能可靠运行。

三、推荐应用领域

凭借这些卓越的技术特点和性能优势，Pcore™2 E2B碳化硅半桥模块非常适合应用于以下领域：

电能质量全碳化APF/SVG的应用——体积重量成本明显下降，整机峰值工作效率提升至99%。

大功率充电桩应用——充电桩采用碳化硅模块可以增加近30%的输出功率，减少50%的损耗。此外，碳化硅还能提高单位功率密度，减小模块体积并简化电路设计，对降低充电桩成本起到重要作用。

全碳化硅高速伺服应用——更好的系统响应能力，更精准的控制，提供分立器件及功率模块。

通过以上的技术解析和应用领域的介绍，我们可以看到Pcore™2 E2B工业级碳化硅半桥模块不仅在材料选择上具有领先优势，其内置的高性能器件也确保了其在高效能电源转换领域的领先地位。无论是对于设计者还是终端用户而言，Pcore™2 E2B模块都是提升系统性能、可靠性和经济性的优选方案。

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型号- B2D05120E1,B2M1000170Z,B2M1000170R,BTD5350SBPR,BTL27523R,B2M080120Z,BMS600R12HLWC4_B01,B3D40120HC,B2D40065H1,BGH75N65HS1,BD2M040A120S1,B2M080120R,BGH75N65ZF1,B2D,B2D60120H1,BMS800R12HWC4_B02,BMS950R08HLWC4_B02,BTL27523B,B2M080120H,B2D16120HC1,B3D03120E,BGH40N120HS1,B2DM060065N1,BTD5350E,BTD5350SBWR,BTD5350EBPR,B3D系列,BTD21520M,BTL27524R,B2D30120H1,BTD21520E,BTD5350MBPR,BD2D20A120S1,BD2D40A120S1,B3D,BTL27524BR,BTL27524B,B2D02120K1,BTD21520S,BMF800R12FC4,BTL2752X,AB2M040120Z,BD2D10A065S1,B2M040120H,BTD25350MMCWR,BTD21520系列,BTD3011R,BTD21520MBWR,B2D10120E1,AB2M040120R,BTD5350SCPR,BMF240R12E2G3,BMF600R12FC4,BMS700R08HWC4_B01,BTD21520EBWR,B2D08065K1,B2M032120Y,BTD25350MECWR,BTD5350EBWR,B2D30120HC1,B2D40120HC1,BD2D04A065S1,B2D10065F1,B2M040120Z,B2M009120Y,BD2M065A120S1,BD2D02A120S1,BMF700R08FC4,B2D系列,B1D06065KS,B2D40120H1,B2M040120R,BMS950R08HWC4_B02,BGH50N65HS1,BGH50N65ZF1,B2D10065KF1,B2D04065E1,BTD5350,BTD5350SCWR,B3D40200H,BTD5350ECPR,BTD5350M,BTD5350MBWR,BTD21520MBPR,BTD5350S,B2D08065KS,BD2D30A120S1,BTD5350MCPR,B2D20065F1,BD2D08A120S1,B2M1000170H,BTL27523BR,BMS800R12HLWC4_B02,BD2D15A065S1,BD2D20A065S1,B2D20120H1,B2M160120Z,BTD25350MMBWR,B2D10120K1,BTD21520MAWR,B2D20065HC1,B2D30065HC1,BTD25350,B2M160120R,BTD21520EAWR,B2D40065HC1,BMS700R08HLWC4_B01,BTD5350ECWR,BTD25350MEBWR,B2D04065KF1,BGH75N65HF1,B2D10065KS,BTD21520EBPR,BMZ200R12TC4,BTD21520SBWR,B2D04065K1,B3D20120H,BMS600R12HWC4_B01,B2M160120H,BGH75N120HF1,B2M030120R,BD2D08A065S1,BTD25350系列,B2M011120HK,BTD21520SBPR,BTD3011R系列,BTD21520MAPR,B2M030120Z,B2M009120N,BTD5350MCWR,B2D06065K1,BTD5350系列,BMZ250R08TC4,B2M012120N,B3D50120H2,BTD25350MSCWR,BTL2752X系列,B2D20065H1,B2D10065E1,B2M030120H,BD2D30A065S1,B2D06065KF1,B2D05120K1,B2D02120E1,B2D06065E1,BMF950R08FC4,BD2D05A120S1,BGH50N65HF1,B2D20120F1,BD2D15A120S1,B2D20120HC1,B2D10120HC1,BTD21520EAPR,BTD25350ME,BTD21520SAWR,BTD21520,B2D20065K1,B2M018120Z,BTD25350MM,BTD25350MS,B2D16065HC1,AB2M080120R,B2D10120H1,B2M018120N,BD2D06A065S1,B2D30065H1,B2M065120Z,BTD21520SAPR,AB2M080120H,B2M065120R,B2M018120H,B2M065120H,BD2D10A120S1,BTL27523,B2D10065K1,AB2M080120Z,BTD25350MSBWR,B2M020120Y,BTL27524,B3D05120E,B2DM100120N1,BD2D40A065S1

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