【应用】国产2000V SiC MOS管P3M12080G7助力2kW电源砖模块，效率提升超96%

时间： 2023-03-15 来源：世强

技术问答

众所周知，在电源砖产品中，根据电源模块尺寸可分为全砖、1/16砖、1/8砖、1/4砖等，而在DC/DC电路结构拓扑一般会采用半桥/全桥LLC的设计方案，随着市场应用需求变得多样化以及半导体器件的不断突破，电源的功率密度和效率也不断提升，基于SiC器件设计的电源砖模块可提高效率和功率密度。

如下图1所示，为额定功率2kW的全砖DC/DC电源模块的设计主架构框图。其中主体是由逆变+同步整流搭建而成全桥LLC变换器，其功能特性为输入电压为输入400~800V，输出电压100V，频率250kHz。

图1 全桥LLC的拓扑

本文重点介绍派恩杰推出的SiC MOS管 P3M12080G7应用于全砖电源模块上，全桥拓扑LLC初级侧逆变使用，额定电压为1200V，导通电阻80mΩ。由于该模块设计考虑高效率，Si基器件来做全桥LLC前级和后级的开关管，由于器件的自身材料限制使得产品的整机效率只能到93~94%，而采用第三代半导体器件如SiC可使整机效率高达96%以上。

图2 P3M12080G7的封装尺寸

国产派恩杰1200V的SiC MOS管P3M12080G7助力2kW全桥电源砖设计，具有几下几点优势：

1、最高耐压为1200V，满足400~800V输入电压系统，电压余量足够，防止MOS管关断时产生的电压尖峰而损坏；

2、导通电阻低至80mΩ，相比Si基器件，低的Rds利于减小开关损耗，有利于提高效率，峰值效率高达97%以上；

3、栅极电荷Qg典型值为54.6nC，对控制芯片的带载能力的要求很低，开关损耗低，效率高，具有更好的开关特性；

4、漏极持续电流为23A@100℃，针对2kW功率，400~800V的电压范围有足够电流余量；

6、紧凑型7引脚贴片封装形式，可进一步降低开关损耗，提升功率密度，可以机器贴装，提高生产安装效率，增强可靠性，节省PCB板电路面积；

7、兼容SI基器件的驱动电压，推荐+15/-3V驱动，15V驱动产品优势更加明显，进一步提升了器件的可靠性，同时降低了驱动损耗，国内驱动芯片厂商大多供应15V的驱动芯片，国产配套容易；

8、国产器件，大批量出货，具有样品快速支持，供货交期、产品价格均有很好的保障。

综上所述，使用国产派恩杰1200V的SiC MOS管P3M12080G7，可提高电源效率，提供功率密度，降低成本，驱动芯片容易匹配，从综合成本和性能优势来看相比其他进口的SIC MOSFET具有更高的性价比。

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P3M06025K3	碳化硅场效应管	650V	TO247-3	25mΩ	97A	34.7nC	297pF	175℃

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