固态变压器、储能系统及直流快充设备持续向更高母线电压、更大功率密度方向升级,高耐压碳化硅功率模块的应用需求随之增加。

功率之心了解到,Wolfspeed推出IBB020A33GM4、IBB020A33GM4T全桥碳化硅功率模块。

两款产品耐压达到3300V,典型导通电阻为20mΩ,可用于固态变压器、储能系统、高效变流器、可再生能源及直流快充等应用。

Wolfspeed IBB020A33GM4系列全桥SiC功率模块

Wolfspeed IBB020A33GM4系列内部采用全碳化硅MOSFET组成完整全桥拓扑,将四个功率开关位置集成于单个模块,可直接用于逆变、整流及双向功率变换电路。

该产品额定漏源电压为3300V,典型导通电阻为20mΩ。

在温度为75℃、结温不超过175℃的条件下,连续漏极电流可达95A,脉冲漏极电流为380A,功率耗散能力达到580W,工作结温范围为-40℃至175℃。

在1800V母线电压、80A电流条件下,模块典型开通能量为1.3mJ,关断能量为0.8mJ;单个开关位置的结到散热器热阻为0.171℃/W,有助于降低高压大功率变换过程中的开关损耗及散热压力。

封装方面,IBB020A33GM4系列采用低热阻氮化铝基板,配备单针50A载流能力的Press-Fit压接引脚,并通过烧结芯片贴装和环氧树脂封装提升功率循环寿命。

模块内部杂散电感典型值为14nH,可减小高速开关过程中寄生参数造成的电压尖峰及振荡。

针对高压系统的绝缘需求,该模块外壳隔离耐压达到6kV,材料相比漏电起痕指数CTI为600;端子之间的电气间隙和爬电距离均为12.5mm,端子至散热器的电气间隙为10mm、爬电距离为11.5mm。

模块还集成5kΩ NTC热敏电阻,方便系统实时监测运行温度。

IBB020A33GM4与IBB020A33GM4T的主要区别在于热界面材料。其中IBB020A33GM4未预涂相变热界面材料,IBB020A33GM4T则预涂相变热界面材料,可减少整机装配环节并提升热界面的一致性。

凭借3300V耐压和完整全桥结构,该系列模块能够支持2000V及以上直流系统采用两电平功率变换架构,减少高压系统对多电平拓扑及器件串联的依赖,进一步简化主功率回路。

总结

Wolfspeed IBB020A33GM4系列将四颗3300V碳化硅MOSFET集成于全桥功率模块,并兼顾低导通损耗、低杂散电感、高绝缘耐压与高效散热,适合固态变压器、储能变流器和直流快充等高压大功率场景。

这款模块的重要意义,在于能够以两电平架构覆盖2000V及以上直流母线,为高压直流系统降低拓扑复杂度、提升功率密度提供新的器件选择。