基于onsemi SiC模块的5KW工业电源方案

2023年3月7日，致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布，其旗下世平推出基于安森美（onsemi）NXH010P120MNF1 SiC模块和NCP51561隔离式双通道栅极驱动器的5KW工业电源方案。

图示1-大联大世平基于onsemi SiC模块的5KW工业电源方案的展示板图

工业用电在全社会电力消耗中占有很大比重，因此在节能减排的大背景下，提升工业电源的转换效率、降低能源消耗是非常有必要的。而由于工业应用一般都具有较高的耗能需求，因此大都采用交流380V或交流480V的电源供电。在如此高压的环境下，功率器件选择有限，以往主要是以IGBT为主。但持续的高频、高温和大电流等工作条件，会使IGBT温度升高，影响转换效率。针对这个问题，大联大世平基于onsemi NXH010P120MNF1 SiC模块和NCP51561隔离式双通道栅极驱动器推出了5KW工业电源方案可以有效提高电源转换效率、降低能耗。

图示2-大联大世平基于onsemi SiC模块的5KW工业电源方案的场景应用图

NXH010P120MNF1是一种SiC MOSFET功率器件整合模块，其包含一个半桥架构电路，该电路由两颗带反向二极管的10mR、1200V SiC MOSFET组成，并内置了一个负温系数（NTC）热敏电阻有助于温度监测。在模块中设有导热界面材料（Thermal Interface Material，TIM）或无TIM选项，可在更高电压环境下改善R_DS(ON)，提高效率或提高功率密度。

NCP51561是隔离式双通道栅极驱动器，具有4.5A峰值拉电流和9A峰值灌电流，其被设计用于快速切换以驱动功率MOSFET和SiC MOSFET电源开关。NCP51561提供较短且匹配的传播延迟，两个独立的5KVrms（UL1577等级）电隔离栅极驱动器通道可用于任何配置中，如两个低边、两个高边开关或具有可编程死区时间的半桥驱动器。并提供其他重要的保护功能，例如用于栅极驱动器和使能功能的独立欠压锁定。

图示3-大联大世平基于onsemi SiC模块的5KW工业电源方案的方块图

得益于onsemi SiC模块和栅极驱动器的完美配合，本方案可提供出色的开关性能和增强的散热性能，并且能够在实现更高能效和功率密度的同时，降低系统体积和重量。

核心技术优势：

Ÿ SiC MOSFET相对于IGBT技术优势：

Ø 更低的开关损耗：基于材料特性具备较低反向恢复时间，可快速关断SiC MOSFET的导通电流，且由于低栅极启动电荷和低反向恢复时间，所以能快速开启SiC MOSFET。

Ø 更低的传导损耗：基于低导通电压可改善IGBT导通前的状态，配合较低的内阻温度漂移系数可在较高的功率或温度环境下工作，不会因太大的内阻变化而造成过多功率损耗。

Ÿ SiC MOSFET相对于MOSFET技术优势：

Ø 10倍介电击穿场强度；

Ø 2倍电子饱和/移动速度；

Ø 3倍能隙；

Ø 3倍热传导率。

方案规格：

Ÿ 适用交流480V以下电源系统；

Ÿ 高度整合的功率驱动模块；

Ÿ 2个半桥隔离式栅极驱动器Source 4.5A/Sink 9A，具有5KV绝缘；

Ÿ 半桥隔离栅极驱动器内置欠压保护功能；

Ÿ 半桥隔离栅极驱动器共模抗噪能力>200 V/ns；

Ÿ 半桥隔离栅极驱动器可设置死区时间；

Ÿ 模组单体内建过温监测功能；

Ÿ 实际电气驱动功能及规格需搭配外置的微处理器，配合所需功能的电路来决定最终功能。