比利時,,蒙-圣吉貝爾—— 2016 年 4 月 15 日,。高溫及長壽命半導體解決方案的領先供應商CISSOID公司宣布,向 Thales Avionics Electrical Systems 交付首個三相 1200V/100A SiC MOSFET 智能功率模塊(IPM)原型。該模塊在 Clean Sky Joint Undertaking 項目的支持下開發(fā)而成,通過減小重量和尺寸,該模塊有助于提高功率轉換器密度,,從而支持多電飛機(More-Electrical Aircraft)中的發(fā)電系統(tǒng)和機電致動器。
此 IPM 可讓柵極驅動器與功率晶體管完美整合,,從而利用碳化硅(SiC)的全部優(yōu)勢,,即低切換損耗和高工作溫度。 憑借 HADES2? 隔離式柵極驅動器(該產品綜合了多年的 SiC 晶體管驅動開發(fā)經驗),,并結合先進的封裝技術,,使功率模塊在極端條件下實現可靠運行。
對于此航天級模塊,,已選擇三相功率轉換器拓撲結構,,同時,對于混合動力汽車(HEV)和鐵路項目,,正在研究其他拓撲結構,。在這個三相拓撲結構中,6個切換位置中的每個都包括一個100A SiC MOSFET晶體管和一個100A SiC肖特基續(xù)流二極管,。這些器件可承受高達1200V的電壓,,為540V航天直流總線提供足夠的防過壓冗余,而且此模塊在設計上可輕松使用1700V/150A SiC器件進行升級,。晶體管的典型導通電阻為12.5mΩ或8.5mΩ,,取決于其額定電流是100A還是150A。
在模塊的設計中還特別注意了熱工方面的問題。首先,,所有選用的材料都允許在較高結溫(高達200°C,,峰值為225°C)下可靠運行,以降低冷卻要求,。這種選材還使該模塊能耐受機體和儲存溫度較高(150℃)的情況,。最后,該模塊基于AlSiC基板,、AIN基片和銀燒結等高性能材料,,以提供與SiC器件之間近乎完美的熱膨脹系數(CTE)匹配,以及耐熱方面的高魯棒性和功率循環(huán)表現,。
在同一個IPM中協(xié)同化設計柵極驅動器和功率模塊使CISSOID可以優(yōu)化柵極驅動器電路,,并且在考慮功率模塊的寄生電感的同時最大限度減少這種電感(如可能),。最大限度減少寄生電感可更快切換SiC晶體管并降低切換損耗,。IPM還可為電力電子設計者提供一種即插即用解決方案,使他們在設計柵極驅動器板時節(jié)省大量時間,,而使用SiC晶體管設計柵極驅動器板是非常具有挑戰(zhàn)性的,。這樣,用戶可集中精力設計充分利用SiC優(yōu)點的高密度功率轉換器,。
Thales Avionics功率轉換器設計團隊經理Taoufik Bensalah表示:“很高興能夠在Clean Sky項目體系中與CISSOID團隊合作,。他們可以非常靈活地為我們提議相關解決方案,滿足多電飛機對新一代高密度功率轉換器的要求,?!盋ISSOID工程副總裁Etienne Vanzieleghem補充道:“對于和 Thales 開展的這次成效顯著的合作,以及我們在規(guī)范這個IPM時進行的開放性討論,,我們都感到非常愉快,。我們還要感謝 Clean Sky項目使這次合作順利成行,這也是CISSOID在結合封裝和電路設計專業(yè)知識方面的一個良好范例,。這個項目還提供了一個機會,,增進了我們與塔布(CISSOID封裝團隊所在地)的PRIMES平臺之間的合作關系?!?/p>