安森美的VE-TracTM SiC系列为电动车主驱逆变提供高能效、高功率密度和成本优势

双碳目标正加速推进汽车向电动化发展，半导体技术的创新助力汽车从燃油车过渡到电动车，新一代半导体材料碳化硅(SiC)因独特优势将改变电动车的未来，如在关键的主驱逆变器中采用SiC可满足更高功率和更低的能效、更远续航、更小损耗和更低的重量，以及向800 V迁移的趋势中更能发挥它的优势，但面临成本、封装及技术成熟度等多方面挑战。安森美(onsemi)提供领先的智能电源方案，在SiC领域有着深厚的历史积淀，是世界上少数能提供从衬底到模块的端到端SiC方案供应商之一，其创新的VE TracTM Direct SiC和VE-TracTM B2 SiC方案采用稳定可靠的平面SiC技术，结合烧结技术和压铸模封装，帮助设计人员解决上述挑战，配合公司其他先进的智能功率电源半导体，加快市场采用电动车，助力未来的交通迈向可持续发展。
 
电动车主驱发展趋势
 
无论电动车的配置如何，是完全由电池驱动还是串联插电式或并联混动传动系统，车辆电气化都有这几个关键因素：首先，电量存储在电池内，然后直流电通过逆变器转换为交流输出，供电机转化为机械能来驱动汽车。因此，主驱逆变器的能效和性能是关键，将直接影响电动车的性能以及每个充电周期可达到的行驶里程。
 
电动车主驱追求更大功率、更高能效、更高母线电压、更轻重量和更小尺寸。更大功率意味着更大的持续扭矩输出，更好的加速性能。更高能效可使续航更远，损耗更低。400 V电池是当前主流，即将向800 V发展。800 V架构可减短充电时间和降低损耗并减轻重量，从而使续航里程更远。无论电机是在前轴还是在后轴，更小的电机尺寸都使得可利用的后备箱和乘客空间更大。这些趋势推动了电动车主驱中的功率器件从IGBT向SiC转型。
 
SiC是主驱逆变器的未来
 
SiC最重要的特性之一是它的禁带带隙比Si宽，电子迁移率是Si的3倍，带来更低的损耗。SiC的击穿电压是Si的8倍，高击穿电压和更薄的漂移层，更适合高电压架构如800 V。SiC的莫氏硬度为9.5，只比最硬的材料钻石稍软，比Si硬3.5，更适合做烧结，器件烧结后使可靠性得以提升，导热性增强。SiC的导热系数是硅的4倍，更易于散热，从而降低散热成本。
在逆变器层面或整车层面，SiC MOSFET都能实现比IGBT更低的整体系统级成本、更好的性能和质量。SiC MOSFET相对于IGBT用于主驱逆变器应用中的关键设计优势有：
 
 ●SiC使单位面积的功率密度更高，特别是在更高的电压下（如1200伏击穿）
 ●小电流下导通损耗比较低，导致在低负载时有更高的能效
 ●单极性的行为，可在更高温度下工作，开关损耗更低
 
VE-TracTM SiC系列：烧结工艺+压铸模SiC技术，专为主驱逆变而设计
安森美推出的针对主驱逆变特定封装的SiC产品有：VE-TracTM Direct SiC (1.7 mΩ Rdson, 900 V 6-pack) 功率模块，VE-TracTM Direct SiC (2.2 mΩ Rdson, 900 V 6-pack) 功率模块，VE-TracTM B2 SiC (2.6 mΩ Rdson, 1200 V 半桥) 功率模块，提供行业里与IGBT或SiC高度兼容的封装管脚，减少结构的变更设计工作。