傾佳電子楊茜以NB500系列輸入功率29KVA的逆變焊機應用為例做國產(chǎn)SiC碳化硅模塊BMF80R12RA3和英飛凌高頻IGBT模塊FF150R12KS4的模擬損耗仿真對比：

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MOSFET和高壓GaN 器件的必然趨勢！

技術說明：BASiC-BMF80R12RA3（SiC MOSFET模塊）替代Infineon-FF150R12KS4（IGBT模塊）

一、深度技術優(yōu)勢分析（BASiC-BMF80R12RA3 SiC MOSFET模塊）

更低的導通損耗

RDS(on)@25°C僅15mΩ（BMF80R12RA3），而IGBT的飽和壓降為3.2–3.7V@150A（FF150R12KS4）。

導通損耗公式：

SiC MOSFET模塊：Pcond=I2×RDS(on)

IGBT模塊：Pcond=I×VCE(sat)

以80A負載為例：

SiC模塊導通損耗：802×0.015=96?W802×0.015=96W

IGBT模塊導通損耗：80×3.5=280?W80×3.5=280W
SiC導通損耗僅為IGBT的34%。

更低的開關損耗

SiC MOSFET模塊的Eon + Eoff@80A僅43.5μJ（BMF80R12RA3），而IGBT模塊的Eon + Eoff@150A高達25.5mJ（FF150R12KS4）。

高頻下（如50kHz），開關損耗占主導，SiC的快速開關特性可顯著降低總損耗。

更高的工作溫度能力

SiC模塊的最高結溫175°C（BMF80R12RA3），IGBT模塊僅支持125°C（FF150R12KS4），高溫環(huán)境下可靠性更優(yōu)。

更優(yōu)的反向恢復特性

SiC MOSFET模塊體二極管的反向恢復電荷Qrr僅38.9μC（BMF80R12RA3），而IGBT模塊配套二極管的Qrr高達24μC@125°C（FF150R12KS4），反向恢復損耗更低。

二、NB500系列逆變焊機（29KVA）損耗仿真對比

假設逆變焊機參數(shù)：

輸入功率：29kVA（等效輸出電流約240A @ 120V）

開關頻率：50kHz

負載率：60%

1. 導通損耗對比

模塊導通損耗公式計算結果（單管）總損耗（雙管并聯(lián)）

BMF80R12RA3（SiC模塊）1202×0.0151202×0.015 216W 432 W

FF150R12KS4（IGBT模塊）120×3.5120×3.5 420W 840 W

2. 開關損耗對比

模塊單次開關能量（Eon+Eoff）總開關次數(shù)/周期總開關損耗（50kHz）

BMF80R12RA3（SiC模塊）43.5μJ2（半橋）43.5×10?6×50,000×2=4.35?W43.5×10?6×50,000×2=4.35W

FF150R12KS4（IGBT模塊）25.5mJ2（半橋）25.5×10?3×50,000×2=2,550?W25.5×10?3×50,000×2=2,550W

3. 總損耗對比

模塊總導通損耗總開關損耗合計總損耗效率提升（相比IGBT）

BMF80R12RA3（SiC模塊）432 W 4.35 W436.35 W 82.4%

FF150R12KS4（IGBT模塊）840 W 2,550 W3,390 W

三、結論

技術優(yōu)勢總結

SiC MOSFET模塊在高頻、高溫、高能效場景下顯著優(yōu)于IGBT模塊，尤其適合逆變焊機的高開關頻率需求。

其低導通電阻、快速開關特性可將系統(tǒng)效率提升至97%以上，而IGBT模塊系統(tǒng)效率僅約90%。

應用建議

在NB500系列逆變焊機中，采用BMF80R12RA3可減少散熱設計壓力，降低總損耗約2.9kW，顯著提升功率密度和可靠性。

需注意SiC模塊的驅動電路需匹配高開關速度（如±18V/-4V門極電壓），并優(yōu)化布局以降低寄生電感。

BASiC基本股份針對SiC碳化硅MOSFET模塊多種應用場景研發(fā)推出門極驅動芯片，可適應不同的功率器件和終端應用。BASiC基本股份的門極驅動芯片包括隔離驅動芯片和低邊驅動芯片，絕緣最大浪涌耐壓可達8000V，驅動峰值電流高達正負15A，可支持耐壓1700V以內功率器件的門極驅動需求。

BASiC基本股份低邊驅動芯片可以廣泛應用于PFC、DCDC、同步整流，反激等領域的低邊功率器件的驅動或在變壓器隔離驅動中用于驅動變壓器，適配系統(tǒng)功率從百瓦級到幾十千瓦不等。

BASiC基本股份推出正激 DCDC 開關電源芯片BTP1521xx，該芯片集成上電軟啟動功能、過溫保護功能，輸出功率可達6W。芯片工作頻率通過OSC 腳設定，最高工作頻率可達1.5MHz，非常適合給隔離驅動芯片副邊電源供電。

對于驅動負壓供電的需求，BASiC基本股份提供電源IC1521系列和配套的變壓器以及驅動IC BTL27524或者隔離驅動BTD5350系列。

最終推薦：在NB500系列 29kVA逆變焊機中，基本股份BASiC-BMF80R12RA3 SiC MOSFET模塊是更優(yōu)選擇，可顯著提升能效與系統(tǒng)壽命。

審核編輯 黃宇