【产品】罗姆发布第4代SiC MOSFET，导通电阻降低约40%，开关损失降低约50%

时间： 2022-03-27 来源：ROHM

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如今，电动汽车（EV）、数据中心、基站、智能电网等为了提高了便利性，电源的高电压化和大容量化正在进行中。然而，从保护地球环境的角度来看，提高便利性之外，减少了电力转换部的损失，有效地使用也变得越来越重要。因此，能够进行高频动作，并且高电压大容量能量损失少的SiC功率半导体备受关注。

罗姆（ROHM）发布了第4代SiC MOSFET，是第3代SiC MOSFET的沟槽栅结构进一步演进，将导通电阻降低约40%，开关损失降低约50%。并且，罗姆还使用第4代SiC MOSFET，进行了500V输入7kW降压型DC-DC转换器的实机验证、EV的800V输入100kW的牵引逆变器的模拟行驶试验、以及Totem-polePFC的实机评价，确认了其有用性。

目前，电动汽车（EV）、数据中心、基站、智能电网等应用，电源的高电压和大容量趋势正在进行（图1）。理由是可以提高各个应用的便利性。作为身边例子的EV，如果推进高电压化（400V和800V）和大容量化（50kW-350kW），能实现续航距离的延长和快速充电的充电时间缩短，能大幅度提高人们生活的便利性。

然而，在世界范围内，保护地球环境的努力正在加强，单纯地提高便利性是不会被全球市场所接受的。今后除了便利性的提高之外，减少能源损失，有效的使用也会变得越来越重要。因此应该注意的点是电力转换。上述的应用都是从电力系统、电池、太阳光发电系统等接受电力供给，转换成最适合的电压值并有效利用，但是在这个电力转换时会发生能量损失。为了减少能量损失，提高电力转换效率，现在备受瞩目的是能够进行高频动作，并且在高电压大容量下能量损失较少的SiC功率半导体。罗姆已经将SiC功率半导体产品化，开始在各种用途上普及。利用SiC功率半导体，提高功率转换效率，是罗姆的社会使命。

图1.应用示例

这次，罗姆发布了第4代SiC MOSFET。进一步进化了已经量产中的第3代SiC MOSFET确立的沟槽栅结构，比第3代降低了约40%的导通电阻，由于高速切换特性造成的开关损失也减少了约50%。图2所示的标准化导通电阻（Ron-A：每单位面积导通电阻）的趋势显示了它的进化。

图2.导通电阻的趋势图

SiC功率半导体是在EV、数据中心、基站、智能电网等高电压、大容量的应用中，在提高便利性的同时，提高功率转换效率的关键功率设备。第4代SiC MOSFET大幅改善了沟槽结构的性能，归一化导通电阻也更小。活用这些得到的高速开关性能，低导通电阻对功率转换效率的提高有很大的贡献。

罗姆发布的应用手册记载了使用1200V/36mΩ的SiC分立元器件的500V输入7kW输出的降压型DC-DC转换器的实机验证，使用1200V/400A的SiC功率模块的EV的800V输入100kW的主牵引逆变器的模拟行驶试验，以及使用750V/45mΩ的SiC分立元器件的Totem-pole PFC的实机评估，均显示了它的有用性。可以期待它有助于提高世界上许多应用中的功率转换效率。

最后，介绍一下本次发布的750V和1200V第4代SiC MOSFET产品线。

表5 第４代SiC MOSFET 产品Line up 表

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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

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

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