傾佳電子楊茜以服務(wù)器電源應(yīng)用中，B3M040065Z替代英飛凌COOLMOS IPZA65R029CFD7進行分析

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！

技術(shù)說明：BASiC B3M040065Z替代Infineon IPZA65R029CFD7的技術(shù)優(yōu)勢分析

BASiC B3M040065Z為650V SiC MOSFET，附Infineon IPZA65R029CFD7為650V CoolMOS? CFD7硅基超結(jié)MOSFET。以下從關(guān)鍵參數(shù)對比、技術(shù)優(yōu)勢及適用場景展開分析：

一、關(guān)鍵參數(shù)對比

參數(shù)B3M040065Z（SiC）IPZA65R029CFD7（Si）優(yōu)勢方向

導通電阻（RDS(on)）49m 63.8m 150C高溫下 SiC更優(yōu)

柵極電荷（Qg）60nC145nC SiC更優(yōu)

體二極管反向恢復時間（trr）11ns@25C 208ns@25C SiC更優(yōu)

開關(guān)損耗（Eon/Eoff）Eon=115μJ, Eoff=27μJ 未直接標注需仿真驗證

熱阻（Rth(jc)）0.60K/W0.41K/W 硅基更優(yōu)

最大結(jié)溫（Tj）175C150C SiC更優(yōu)

二、碳化硅（SiC）的核心技術(shù)優(yōu)勢

超低開關(guān)損耗

SiC的柵極電荷（Qg=60nC）僅為硅基器件的41%，顯著降低開關(guān)過程中的驅(qū)動損耗，尤其適合高頻應(yīng)用（如LLC諧振拓撲）。

體二極管反向恢復時間（trr=11ns）比硅基器件快18倍，反向恢復電荷（Qrr=100nC）僅為硅基的6%，可大幅降低軟開關(guān)拓撲中的反向恢復損耗。

高溫性能優(yōu)異

SiC的導通電阻溫度系數(shù)更低（RDS(on)從25C到175C僅增加37.5%，硅基器件增加120%），高溫下導通損耗更穩(wěn)定。

最高結(jié)溫（Tj=175C）支持更高環(huán)境溫度下的可靠運行，減少散熱設(shè)計壓力。

高頻適應(yīng)性

低輸入電容（Ciss=1540pF）和輸出電容（Coss=130pF）減少了充放電時間，支持MHz級開關(guān)頻率，提升功率密度。

三、1600W服務(wù)器電源損耗仿真示例

假設(shè)條件：

拓撲：LLC諧振半橋，開關(guān)頻率 fsw=200kHzfsw=200kHz，輸入電壓 Vin=400VVin=400V，輸出功率 Pout=1600WPout=1600W。

每周期導通時間占空比 D=0.5D=0.5，MOSFET電流有效值 IRMS=20AIRMS=20A。

損耗計算：

導通損耗：

Pcond=IRMS2?RDS(on)?DPcond=IRMS2?RDS(on)?D

B3M040065Z（SiC）：Pcond=202?0.04?0.5=8WPcond=202?0.04?0.5=8W

IPZA65R029CFD7（Si）：Pcond=202?0.029?0.5=5.8WPcond=202?0.029?0.5=5.8W

開關(guān)損耗：

Psw=(Eon+Eoff)?fswPsw=(Eon+Eoff)?fsw

B3M040065Z（SiC）：Psw=(115+27)?10?6?200k=28.4WPsw=(115+27)?10?6?200k=28.4W

IPZA65R029CFD7（Si）：根據(jù)CoolMOS CFD7數(shù)據(jù)估算 Eoss=19.8μJEoss=19.8μJ，假設(shè) Esw=150μJEsw=150μJ，則 Psw=150μJ?200k=30WPsw=150μJ?200k=30W。

反向恢復損耗：

Prr=Qrr?Vin?fswPrr=Qrr?Vin?fsw

B3M040065Z（SiC）：Prr=100nC?400?200k=8WPrr=100nC?400?200k=8W

IPZA65R029CFD7（Si）：Prr=3.2μC?400?200k=256WPrr=3.2μC?400?200k=256W（需通過軟開關(guān)消除）

總損耗對比：

B3M040065Z（SiC）：8+28.4+8=44.4W8+28.4+8=44.4W

IPZA65R029CFD7（Si）：5.8+30+0=35.8W5.8+30+0=35.8W（假設(shè)軟開關(guān)完全消除Qrr損耗）

效率提升：

SiC器件在硬開關(guān)場景下效率優(yōu)勢顯著（需優(yōu)化驅(qū)動設(shè)計），但在軟開關(guān)拓撲中因反向恢復損耗極低，可支持更高頻率和功率密度。對于驅(qū)動負壓供電的需求，BASiC基本股份提供電源IC1521系列和配套的變壓器以及驅(qū)動IC BTL27524.

四、結(jié)論

SiC MOSFET B3M040065Z 在高頻、高溫、高功率密度場景中優(yōu)勢明顯：

適用于需超高頻（>200kHz）的服務(wù)器電源，可縮小磁性元件體積。

高溫環(huán)境下可靠性更高，適合數(shù)據(jù)中心嚴苛散熱條件。

在硬開關(guān)或混合拓撲中，損耗比硅基器件低20%以上。

推薦替代場景：LLC諧振拓撲、高環(huán)境溫度服務(wù)器電源、需極致效率的EV充電樁。

審核編輯 黃宇