【应用】国产SiC MOS管P3M06040L8助力1.2KW电源砖设计，效率提升96%以上，最高耐压为650V

时间： 2023-03-16 来源：世强

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砖型DC-DC电源模块按照工业标准可分为全砖、半砖、1/16砖、1/8砖、1/4砖等，而大功率的砖型DC-DC电源，一般会采用半桥/全桥的设计方案，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。

图1 砖型DC-DC拓扑电路

如上图1所示，为功率1.2KW全砖DCDC电源模块的设计主架构框图。在常规的设计中，其中主体是由逆变+同步整流搭建而成全桥LLC变换器，其输入电电压为400-800V，输出电压48V，输出电流25A，输出功率1.2KW，系统效率为96%。

本文重点介绍派恩杰的SiC MOS管 P3M06040L8应用于全砖DCDC电源模块上，针对次级整流方式的选择主要考虑到效率、成本和可靠性等因素，由于模块具有低输出电压，低占空比，大电流应用场景来说，采用同步整流的转换效率相对较高。本设计选用电压为650V，导通电阻40mΩ的SiC MOS管来做次级同步整流设计。由于该模块设计考虑高效率，传统采用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 P3M06040L8的封装尺寸

国产派恩杰650V的SiC MOS管P3M06040L8助力1.2kW全桥电源砖设计，具有几下几点优势：

1、最高耐压为650V，满针对输出48V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40mΩ，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96%以上；

3、栅极电荷Qg典型值为87.3.nC，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39A@100℃，针对1.2kW输出功率，具有2倍以上的电流余量；

6、TOLL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650V的SiC MOS管P3M06040L8，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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产品型号	品类	Blocking Voltage(V)	Package	RDS(ON) @25℃(mΩ)	Current Rating(A)	Qgd(nC)	Output Capacitance(pF)	Max Junction Temperature(℃)
P3M06025K3	碳化硅场效应管	650V	TO247-3	25mΩ	97A	34.7nC	297pF	175℃