全球能源互聯(lián)網(wǎng)核心節(jié)點賦能者-BASiC Semiconductor基本半導(dǎo)體之一級代理商傾佳電子(Changer Tech)是一家專注于功率半導(dǎo)體和新能源汽車連接器的分銷商。主要服務(wù)于中國工業(yè)電源、電力電子設(shè)備和新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈。傾佳電子聚焦于新能源、交通電動化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型三大方向,代理并力推BASiC基本半導(dǎo)體SiC碳化硅MOSFET單管,SiC碳化硅MOSFET功率模塊,SiC模塊驅(qū)動板等功率半導(dǎo)體器件以及新能源汽車連接器。?
傾佳電子楊茜致力于推動國產(chǎn)SiC碳化硅模塊在電力電子應(yīng)用中全面取代進口IGBT模塊,助力電力電子行業(yè)自主可控和產(chǎn)業(yè)升級!
傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個必然,勇立功率半導(dǎo)體器件變革潮頭:
傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET模塊全面取代IGBT模塊和IPM模塊的必然趨勢!
傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET單管全面取代IGBT單管和大于650V的高壓硅MOSFET的必然趨勢!
傾佳電子楊茜咬住650V SiC碳化硅MOSFET單管全面取代SJ超結(jié)MOSFET和高壓GaN 器件的必然趨勢!

基本半導(dǎo)體(BASiC Semiconductor)1200V 高性能碳化硅(SiC)MOSFET 模塊,以及其旗下青銅劍技術(shù)(Bronze Technologies)高度匹配的即插即用型驅(qū)動板,采用 PEBB(電力電子積木,Power Electronic Building Block) 的理念來快速搭建 SST(固態(tài)變壓器,Solid State Transformer) ,是一條極其專業(yè)且高可行性的工程落地路徑。
固態(tài)變壓器(SST)工程實現(xiàn)的核心痛點在于:高壓級聯(lián)的絕緣問題、高頻高壓下的 dv/dt 串?dāng)_、高頻隔離變壓器漏感帶來的關(guān)斷尖峰。您手中的這套“原廠模塊+定制驅(qū)動”組合,已經(jīng)在底層硬件級別解決了大部分最棘手的保護和隔離問題。
以下是快速搭建 SST 固態(tài)變壓器的系統(tǒng)級工程指南:
第一步:核心器件“精準(zhǔn)配對”,定義標(biāo)準(zhǔn)硬件
為了實現(xiàn)“搭積木”,首先需要將您的模塊和驅(qū)動器進行完美配對,根據(jù)附件資料,您可以構(gòu)建以下三種標(biāo)準(zhǔn)化的“智能半橋”:
大功率高密組合(推薦用于 DAB 隔離級 或 低壓大電流側(cè))

功率模塊:BMF540R12MZA3 (1200V/540A, ED3/EconoDUAL 3 封裝, RDS(on)?=2.2mΩ)
適配驅(qū)動:2CP0225Txx-AB (ED3 專用即插即用驅(qū)動,高達(dá) ±25A 峰值電流)
優(yōu)勢:EconoDUAL 3 是目前工業(yè)界高功率密度的黃金標(biāo)準(zhǔn),交直流端子分布極佳。驅(qū)動板直接插接,極大降低了柵極寄生電感,驅(qū)動能力最強,非常適合 20kHz-50kHz 的高頻開關(guān)。
大功率穩(wěn)健組合(推薦用于 DAB 或 輸出逆變級)
功率模塊:BMF540R12KHA3 (1200V/540A, 經(jīng)典 62mm 封裝, RDS(on)?=2.2mΩ)
適配驅(qū)動:2CP0220T12-ZC01 (62mm 專用即插即用驅(qū)動,±20A 峰值電流)
優(yōu)勢:62mm 封裝機械連接非常牢固(螺栓連接),適合走大電流的層疊母排設(shè)計,工業(yè)穩(wěn)健性極高。
緊湊型組合(推薦用于 CHB 高壓輸入級聯(lián)側(cè))


功率模塊:BMF240R12E2G3 (1200V/240A, Pcore?2 E2B 封裝)
適配驅(qū)動:2CD0210T12x0 (通用型緊湊雙通道驅(qū)動板,±10A 峰值電流)
優(yōu)勢:體積小巧。SST 的高壓輸入側(cè)通常需要串聯(lián)多個模塊分壓,單模塊電流相對較小,此方案可大幅縮減級聯(lián)單元的體積。
第二步:定義與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) PEBB 單元(全橋積木)
我們將 1個全橋(H橋) 定義為一個標(biāo)準(zhǔn)的 PEBB 積木單元。一個 PEBB 的物理結(jié)構(gòu)應(yīng)包含:
核心功率件:2 個同型號 SiC 半橋模塊 + 2 塊配套即插即用驅(qū)動板。
疊層母排(極度關(guān)鍵) :SiC 器件開關(guān)極快,絕對不能用普通銅排,必須定制正負(fù)極緊密疊層夾絕緣材料的疊層母排(Laminated Busbar),將直流側(cè)回路寄生電感控制在 20nH 以內(nèi)。
高頻直流母線:廢棄電解電容,直接在模塊的 DC+/DC- 端子上方鎖附低 ESL/ESR 的高頻薄膜電容。建議直流母線(DC-Link)運行在 750V~800V。
散熱基板:將模塊固定在共用的水冷或高效風(fēng)冷基板上,通過驅(qū)動板的 P2 端子引出模塊內(nèi)置的 NTC 進行結(jié)溫實時監(jiān)測。
第三步:像“搭積木”一樣拼裝 SST 系統(tǒng)拓?fù)?/p>
典型的 10kV 轉(zhuǎn) 400V 固態(tài)變壓器通常采用三級式拓?fù)洌–HB + DAB + VSI),您可以直接用全橋 PEBB 拼接:
高壓輸入級(AC/DC):級聯(lián) H 橋 (CHB)
將多個全橋 PEBB 在交流側(cè)串聯(lián)接入中高壓電網(wǎng)(例如每相串聯(lián) 7~10 個 PEBB)。青銅劍驅(qū)動板提供的 5000Vac 絕緣耐壓 和極低的耦合電容,完美解決了高壓串聯(lián)時的安全隔離和共模瞬態(tài)抗擾度(CMTI)問題。
核心隔離級(DC/DC):高頻雙有源橋 (DAB)
1個原邊全橋 PEBB + 1個納米晶高頻變壓器 + 1個副邊全橋 PEBB 構(gòu)成一個 DAB 單元。
發(fā)揮 SiC 優(yōu)勢,將開關(guān)頻率推至 20kHz~50kHz,使變壓器體積重量縮小至工頻變壓器的十分之一。
低壓輸出級(DC/AC):并聯(lián)逆變器
將所有 DAB 的低壓直流側(cè)并聯(lián)在一起(如形成統(tǒng)一的 800V 低壓直流母線),隨后接 3 個半橋(即 1.5 個 PEBB)構(gòu)成三相逆變器,輸出穩(wěn)定的 380V/400V 交流電。
第四步:榨干驅(qū)動器高級特性(防炸機避坑指南)
在工程聯(lián)調(diào)中,碳化硅極易因為高 dv/dt 導(dǎo)致串?dāng)_或過壓擊穿。必須充分啟用驅(qū)動板提供的高級保護功能:
死區(qū)與模式配置(MOD 設(shè)定)
針對 DAB 級:為了實現(xiàn)移相控制與 ZVS(零電壓軟開關(guān)),時序要求極高。建議將驅(qū)動板 MOD 引腳配置為**“直接模式”**(例如 2CP0220 的 MODE 懸空/接GND),由 DSP/FPGA 精確下發(fā)帶死區(qū)的 PWM 波(SiC 死區(qū)通常設(shè)為 0.5μs~1μs)。
針對 逆變 級:出于安全兜底,可配置為**“半橋模式”**,此時只給一路 PWM 即可,驅(qū)動板硬件自動生成死區(qū)(如 2CP0225 的 3.2μs),防止軟件跑飛導(dǎo)致直通。
極速短路保護與軟關(guān)斷(DESAT & Soft Shutdown)
調(diào)試期極易發(fā)生橋臂直通。驅(qū)動板可在約 1.7μs 內(nèi)極速檢測出 VDS? 退飽和。
關(guān)鍵特性:一旦觸發(fā)短路,驅(qū)動器絕不會瞬間切斷(瞬間切斷會產(chǎn)生恐怖的 L?di/dt 過壓炸毀模塊),而是啟動時長約 2.1μs ~ 2.5μs 的軟關(guān)斷,緩慢拉低柵極電壓。同時 SO1/SO2 報錯引腳拉低,主控板檢測到后應(yīng)立刻執(zhí)行全局 PWM 封鎖。
應(yīng)對高頻串?dāng)_的“米勒鉗位 (Miller Clamping)”
SST 運行中由于 dv/dt 極高,容易通過寄生米勒電容把處于關(guān)斷狀態(tài)的 MOSFET 柵極拉高導(dǎo)致誤導(dǎo)通。驅(qū)動板自帶硬件米勒鉗位,當(dāng)檢測到柵壓低于閾值時,直接短路到負(fù)壓(-4V/-5V),硬件免疫高頻串?dāng)_。
應(yīng)對變壓器漏感的“高級有源鉗位 (AAC)”
DAB 的高頻變壓器存在漏感,關(guān)斷時會產(chǎn)生電壓尖峰。驅(qū)動內(nèi)置了 TVS 鉗位網(wǎng)絡(luò)(1200V模塊觸發(fā)閾值一般在 1020V 左右),當(dāng)尖峰超限時,會將電流注入門極強制模塊微導(dǎo)通吸收能量。注意:這只能作為最后防線,日常運行應(yīng)通過優(yōu)化疊層母排將尖峰壓低,否則 TVS 會過熱燒毀。
實施建議:
不要一開始就組裝整個系統(tǒng)。建議第一周先用 BMF540R12MZA3 + 2CP0225Txx-AB 組裝 1個單相全橋 PEBB,在 800V 母線下進行雙脈沖測試(DPT) ,驗證開通/關(guān)斷柵極電阻(RGON?/RGOFF?,默認(rèn)約 15Ω,可根據(jù)振蕩情況微調(diào))以及母排的雜散電感。單 PEBB 波形完美后,再進行 DAB 聯(lián)調(diào)與系統(tǒng)級聯(lián)。
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MOSFET
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