【经验】大功率肖特基二极管CPW5 Z-Rec®替代IGBT混合模块续流二极管,改进IGBT混合模块性能

2019-04-08 Wolfspeed
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传统Si整流二极管耐压很高,但是反向恢复电流大,反向恢复时间长,速度慢,传统Si肖特基二极管反向恢复时间较短,但是耐压低、电流小,因此IGBT混合模块中的续流二极管严重制约了模块在高频率高效率方向的应用。

 

WOLFSPEED 推出产品CPW5 Z-Rec®大功率SiC肖特基二极管,额定电流在30A以上,耐压最高可达1700V,零反向和正向恢复,高速开关,适合于高速应用。如果用它来替代IGBT混合模块中反向并联续流二极管,会对IGBT混合模块性能产生怎样的改变呢?我们用CPW5 SiC肖特基二极管替代IGBT混合模块中的Si二极管进行一个测试。如图1所示为测试电路图,采用CPW5-1700-Z050B替换图中Si PiN二极管。测试过程中观测替换前后IGBT S1在第二个栅极驱动波形上升沿时的漏源电压和回路电流波形。


sic-si-1.png    

图1 IGBT测试电路图

 

分析测试结果,图2为IGBT S1漏源电压波形,图3为回路电流波形,图4为IGBT S1开通能量损耗。图中,蓝色曲线为采用CPW5二极管的波形,红色曲线为采用Si PiN二极管的波形。

sic-si-2.png

图2 IGBT S1漏源电压波形

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图3 回路电流波形

sic-si-4.png

图4 IGBT S1开通能量损耗

 

观察图中波形可知,采用 CPW5-1700-Z050B SiC二极管与采用Si PiN二极管相比,导通速度快1.5倍,电流过冲小90%,导通能量损耗小60%。再分析其他测试数据,其他性能的改进还有,上下管导通死区时间缩小66%,电压过冲减小60%,整体开关损耗减小45%。

 

如此性能的改进,工程师仅需要简单的将CPW5与IGBT反向并联配对连接,仍然可以使用原传统模块的系统电路,当然如果希望获得更佳的性能,可以对系统做些修改以提高开关频率。


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型号- 1N4743A,MD350A12D4,MD165C08D2,ZMM55C22V,MT200DT08L2,SMF10CA,1N5941B,MMSZ5222B,BC807-16W,GBL408A,HER602G,H2MF,1N4742A,MT200U08T2,GS2GA,SMB3Z190A,1N5940B,MMSZ5223B,MF400K06F3,MBR30100FCTS,1N5393GS,HER603G,BZX55C8V2,GR1G,1N4745A,S315,MD600C08D5,GR1K,GR1J,GR1M,MBRL20100FCT,ZMM55C24V,MD75S12M2,SSL310B,1N5943B,MD75S12M4,SSL310A,S320,P6KE68C,GBL406A,HER604G,GR2B,GR2A,GR2D,1N4746A,SMF120CA,MD75S12M8,1N4744A,BZT52C8V2,SMB3Z3.3A,SR140L,SMA2Z43A,MMSZ5225B,GS2JA,1N5942B,S310,GR1A,HER605G,GR1B,MD75S08NM2,SA48CA,GR1D,GR3K,GR3J,GR3M,HER607G,MD130S16M5,SA180C,1.5KE500,MBR2045FCTS,MD130S16M3,SA180A,1N5946B,1N5945B,MD70K16D1,GS2KA,MD600U06I5,S33F,MD60A12D1,HER606G,1N4748A,SMF190A,GR2G,SA22CA,GR2J,P6KE8.2CA,GR2K,HER608G,GR2M,MD200C18D2,SMB3Z3.9A,MUR1660,1N5944B,S32F,P4KE180A,GR3A,P4KE180C,MD60K18D1,SA110CA,GR3B,SS210A,GR3D,GR3G,1N4747A,BAS416,GR5K,GR5J,H1KFS,GR5M,BZX55B5V1,ESD12VD3,1.5KE520,ZMM55C20V,SMB3Z3.6A,MF100C12F2N,1N5948B,SMF36CA,MD380K08D3,MF200C12F2,GS2MA,S35F,SS8U100,MD120C16D1,MF200C12F5,ESD12VD5,P4KE22CA,MD120K12D1N,BZX55B5V6,SMB2Z68A,MT40CB08T1,SMA2Z6.2A,MBR10100CTS,MUR1640,1N5947B,S34F,MMSZ5221B,GR5A,HD6S,GR5B,1.5KE51A,SMA2Z47A,GR5D,GR5G,YJD50N03A,1N4749A,1.5KE51C,P0080SC,MF200DU12FJ,KBL606,MBRB20150CT,SMA5923B,DZ23C6V2,BZX84C2V4W,KBL608,SA70CA,1.5KE36CA,DZ23C6V8,P0080SB,P0080SA,MURS140,MBR20100CD,S8550-L,1.5KE550,MF100U12F2,S8550-H,SA17CA,KBL610,1.5KE170CA,MD60C12D1N,MBR20100CT,SMA5922B,MT330C16T4,1N5949B,MD100C12D1N,HD8S,S36F,SR3200,1.5KE56A,BAS70-06,SMA5925B,BAS70-04,BAS70-05,MD400K16D4,SMA4727A,MUR1020FCT,E2AF,MURS120,SA5.0CA,GBP410A,BZX584B8V2,1.5KE56C,YBSM6010,MD240K12D2,P6KE500C,BZT52C3V9S,P6KE500A,MBR1060FCT,SMA5924B,S38F,SMF64A,BAV99WT,MBRB20150CTS,MBR10200FCT,MF300C06F2,YBSM6008,SMA2Z180A,YBSM6006,SD101BWS,SS520A,SS520B,SMA5927B,MBR4045PT,ZMM55C9V1,E2CF,MMSZ5226B,SMA4729A,MBRB1060CT,SMA5926B,MD50S12M1,P6KE180CA,MD50S12M4,BZT52C3V3S,BR2506L,E2BF,MMSZ5227B,SMA4728A,MT60C12T1,MBR30150CTS,YJL2312A,BR2506W,MUR540,MD36K12D1,SS215A,SMA5929B,P4KE400A,YJQ3415A,MD300A12D3,BZT52C3V6S,P4KE400C,ZMM55B75V,MMSZ5228B,MD30DU08DA,1.5KE10CA,MURS320B,S35VB100,MD260A12D3,SMA5928B,SMF60A,ZMM55B6V2,MD60DU16M7,BZX84C2V7W,P6KE27CA,E2DF,MBR10150FCT,YJG85G06A,BR2508L,ZMM55B6V8,MD500A18D5,MUR560,MUR1620F,MMSZ5229B,BR2508W,HER601G,SSL510,P4KE6.8CA,SS515,P4KE6.8C,MBLSK16S,E2GF,SS510,BZX84C5V6,BZX84C5V1,MD350C16D4,RL201G,P4KE220,SA9.0,SMF70A,MD75S08M8,SMB2Z160A,P6KE7.5,P4KE20C,MD600C12D5,P4KE20A,MT1508A,E2FF,KBPC5006W,MT330CB18T4,SMB3Z110A,MD75S08M4,MT200CB12T2,MD600A16D5,MBLSK14S,MT200CB12T3,GBPC1510W,MD75S08M2,MBR2060CTS,SS510A,SS510B,SMA2Z3.0A,MT150DT08L2,SMF19CA,KBJ806,SA90A,KBJ808,SA90C,BZT52B43,BC848CW,1N4001G,BZT52B47,SMB3Z240A,P4KE200,SMA4731A,SS52A,SS52B,RL203G,YJD40G10A,KBJ810,KBU806,SR3150,P6KE220CA,SA40CA,KBU808,E2HF,SS520,MT1506A,1N4002G,SB1240,SMA4730A,KBU810,BZX584C30V,RL202G,SZ1240A,MD60C16D1,E2KF,SMA5931B,BC848AW,SA100C,P6KE100CA,1N4003G,SMA4733A,RL205G,MD800C18D6,YJD15N10A,BZX584B7V5,SMB3Z82A,MD200A08D2,MT110CB18T1,SR5100L,SMF110A,E2JF,SMA5930B,BC848BW,P4KE100A,P4KE100C,BZX84B2V7,1N4004G,BZX84B2V4,RL204G,SMF85CA,SMA4732A,MMBTA05,MD380K12D3,MMBTA06,MT40CB12T1,SMA5933B,YJD100G10A,MT60CB18T1,DZ23C7V5,KBU1506,SMB2Z4.7A,MF300U05F6,KBU1508,1N4005G,SMA4735A,SZ1110A,RL207G,MD250S12M5,MD250S12M3,SS515A,SS515B,KBPC5008W,SMA5932B,SA100A,MT570C16T6,SMA4734A,MT25CB16T1,1N4006G,MF300A06F2N,KBU1510,RL206G,P6KE75,MMBTA55,SMA2Z100A,BZX584C2V4,SKBPC5010,SKBPC5012,SKBPC5014,SKBPC5016,SKBPC5008,BZT52B9V1S,MD400U08I4,MB6SA,ESD24VD3,P6KE62CA,1N4007G,SR260,MURS140B,P6KE68,MMBTA56,MMBTA44,SA7.5CA,MMBTA42,P6KE82,SS58A,GS3AB,SS58B,MUR1620,25SQ045,MUR2060FCT,AZ23C2V7,MT75DT18L1,P6KE75A,BZX584C2V7,BZX584C36V,P6KE75C,MD120A12D1,MURB1080CT,P6KE91,GS3BB,MBR10150FCTS,MD60S18M2,SS8550-H,SS8550-L,P4KE27C,MD60S18M7,SA6.0C,SA6.0A,GBL410A,MT100DT12L1,D4UB100,BZX584C39V,MD100A16D1N,SKBPC5006,MUR1060FCT,P4KE27A,D3UB80A,MBRL2045CT,MD260A08D3,P6KE30,1N4751A,SA190CA,U1AF,SR220,MMBTA92,GS3DB,MBR10150CD,BZT52B22,BZT52B24,SMF54CA,1N4448W,BZT52B27,SS54A,P6KE27,1.5KE100A,SS54B,1.5KE100C,P6KE24,KBPC2506W,P6KE22,BZT52B20,B5817WS,MT60C08T1,P4KE250,P6KE43,DB205,DB207,BZT52C7V5,DB206,E1CFS,1N4750A,B0520WS,P4KE24C,P6KE75CA,ZMM55C27V,P4KE24A,SMA2Z6.8A,BZT52B33,YJS9435A,BZT52B36,BZT52B39,P6KE39,MD30DU12DA,SS53A,SS53B,P6KE36,MD260K18D3,SMB2Z62A,BZT52B30,P6KE33,1N4753A,BZT52B4V3,P6KE51,GBJ810,BZT52B4V7,GBU810,1.5KE18CA,MUR820F,GBU806,1N5951B,GBU808,KBPC2508W,SR240,SS56A,U1DF,SS56B,YBS3008,P6KE47,YBS3006,D3UB100A,BZX584C33V,MBR10150CT,MD300C16D3,GBJ806,P6KE62,1N4752A,U1BF,MD50H08FJ,BZT52B18,P4KE22C,P4KE22A,GS3GB,BZT52B10,BZT52B11,BZT52B12,BZT52B13,YBS3010,BZT52B15,1N5950B,BZT52B16,U1CF,SS55A,SS55B,SA6.5C,P4KE6.8A,GBJ808,SA6.5A,P6KE56,HS3MB,1N4755A,MT200CB08T3,SA36CA,MT200CB08T2,GS1G,MBR3060CT,DBL205S,GS1J,1.5KE6.8,GS1K,GS1M,ZMM55C10V,SMF6.0A,GS1DB,SR8150,SD103AW,GBL410,MD120K18D1,FR204G,1N5953B,SMB3Z17A,YJQ3400A,GBJ3506A,MMSZ5234B,1S20,MT150DT12L2,GS2A,U1FF,BZX55B6V8,GS2B,BZX55B6V2,GS2D,MBRL30200FCT,1N4754A,GBL406,GBL408,DBL206S,1S40,ZMM55C11V,FR205G,SMB3Z18A,1N5952B,SMF

选型指南  -  扬杰科技 PDF 中文 下载

数据手册  -  SEMIHOW  - REV.A0  - August 2024 PDF 英文 下载

【视频】SMC 650V、1200V SIC二极管产品,均已过车规认证,具有更低的反向电流、更高的IFSM

型号- S4D05120E,S4D02120A,SDURS30Q60W,1N5819,SDUR60Q60W,S4D02120E,S4D05120G

商品及供应商介绍  -  SMC PPTX 中文 下载

聚焦5G通信/新能源/光伏领域,功率器件厂商平伟实业授权世强硬创代理

根据协议内容,功率二极管、肖特基二极管、快恢复二极管、整流器件、整流二极管、整流桥、同步整流模块、MOSFET等全线产品均已上线世强硬创平台。

签约新闻    发布时间 : 2023-10-24

数据手册  -  SEMIHOW  - REV.A0  - August 2024 PDF 英文 下载

ROHM(罗姆) SiC(碳化硅)肖特基二极管选型指南(中文)

描述- SiC肖特基势垒二极管(SiC SBD)具有很小的总电荷(Qc),低开关损耗且高速开关工作。因此,它被广泛用于电源的PFC电路中。此外,与硅基快恢复二极管的trr(反向恢复时间)会随温度的升高而增加不同,碳化硅(SiC)器件可保持恒定的特性,从而改善了电路性能。制造商能够减小工业设备和消费类电子产品的尺寸,非常适合在功率因数校正电路和逆变器中使用。

型号- SCS208AG,SCS206AJ,SCS208AJHR,SCS220KE2,SCS206AG,SCS306AM,SCS304AM,SCS308AJ,SCS205KG,SCS220AE2,SCS308AM,SCS315AG,SCS220KG,SCS315AJ,SCS230KE2,SCS230AE2,SCS220KE2HR,SCS212AJ,SCS210AG,SCS212AG,SCS315AM,SCS210AJ,SCS210KE2HR,SCS320AM,SCS215KG,SCS210KE2,SCS220AE2HR,SCS320AJ,SCS215AJHR,SCS320AG,SCS240KE2HR,SCS240AE2HR,SCS220AJHR,SCS220AJ,SCS212AJHR,SCS220AG,SCS310AM,SCS312AJ,SCS310AJ,SCS312AM,SCS312AG,SCS310AG,SCS215AJ,SCS240KE2,SCS215AG,SCS230KE2HR,SCS240AE2,SCS230AE2HR,SCS304AG,SCS210AJHR,SCS308AG,SCS306AJ,SCS306AG,SCS210KG,SCS304AJ,SCS206AJHR,SCS208AJ

选型指南  -  ROHM  - 2024/2/27 PDF 中文 下载

HI-SEMICON(深鸿盛)碳化硅肖特基二极管选型表

目录- 碳化硅肖特基二极管   

型号- SC3D10065E,SC3D04065E,SC3D12065A,SC3D10065A,SC3D04065I,SC3D02065A,SC3D06065E,SC3D30065H,SC3D08065A,SC3D06065A,SC3D10065I,SC3D04065A,SC3D08065E,SC3D16065A,SC3D06065I,SC3D16065H,C3D02065I,SC3D20065D,SC3D50065H,SC3D20120D

选型指南  -  HI-SEMICON  - 2022/9/28 PDF 中文 下载

HPA65D20R SiC Schottky Diode

型号- HPA65D20R

数据手册  -  SEMIHOW  - REV.A0  - August 2024 PDF 英文 下载

时科Q-SSC20120-T碳化硅肖特基二极管全应用解析:光伏逆变器、开关电源和新能源汽车充电桩

碳化硅肖特基二极管(SiC Schottky Diode)在现代电子设备中扮演着重要角色,尤其在高功率、高频和高温应用中表现尤为突出。本文中小编将带你探讨时科Q-SSC20120-T碳化硅肖特基二极管在实际中的典型应用,包括光伏逆变器、开关电源和新能源汽车充电桩。

应用方案    发布时间 : 2024-07-23

【方案】高效率10kw三相光伏逆变器优选元器件方案

描述- 本方案通过采用WOLFSPEED高效SIC肖特基二极管,Vincotech MNPC T字型逆变IGBT模块及相关的器件,相比于分立器件方案,集成度高且寄生参数小,模块效率更高。

型号- C4D10120D,T-FLEXHD300,SMBJ,BGM111,LXS,SMDJ,C2M1000170D,1812L,SLM750,SLM152,SC92,PS9402,TGARD500,30R,RBN40H125S1FPQ-A0,EFR32MG,PS9031,60R,LSIC2SD120E10CC,SMAJ,SMCJ,WDU,SMF,SI4438-C,WGM110,MKP,MLX91210,10-FZ12NMA040SH-M267F,2920L,BVS,EFM32JG,SGM2019

优选器件方案  -  ISABELLENHUETTE,WEIDMUELLER,LITTELFUSE,LAIRD,SILICON LABS,WIMA,CREE,NIPPON CHEMI-CON,MEIG,RENESAS,VINCOTECH,WOLFSPEED,ROGERS,MELEXIS,SGMICRO  - V1.2 PDF 中文 下载

HPAE65D16R SiC Schottky Diode

型号- HPAE65D16R

数据手册  -  SEMIHOW  - REV.A0  - August 2024 PDF 英文 下载

【产品】20A/1200V SiC肖特基二极管NF20120,耐175℃结温,可用于续流二极管和逆变器

南方半导体推出的SiC肖特基二极管NF20120,具有VF正温度系数和高频应用等特性;最大直流阻断电压和可重复最高反向电压值均为1200V,工作结温度范围为-55~+175℃;可用于续流二极管和逆变器等方面。

产品    发布时间 : 2022-04-28

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品牌:CREE

品类:二极管

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品类:二极管

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品类:二极管

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品类:碳化硅二极管

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品牌:CREE

品类:碳化硅二极管

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品牌:CREE

品类:碳化硅二极管

价格:¥3.5706

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品牌:CREE

品类:二极管

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品牌:CREE

品类:二极管

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品类:二极管

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