熱門關(guān)鍵詞：OLED LDO Diodes CAN總線連接器

碳化硅（SiC)模塊國產(chǎn)化1700V的八種封裝應(yīng)對新能源800V及更高電壓系統(tǒng)

發(fā)布時間：2025-8-21 15:07 發(fā)布者：Eways-SiC

關(guān)鍵詞： 800V高壓平臺 , 車載逆變器 , 高頻開關(guān)電源 , 電機驅(qū)動 , DC-DC

1700V功率器件關(guān)鍵特點

材料優(yōu)勢
- SiC（碳化硅）：主流選擇，耐高壓、高溫（結(jié)溫＞200℃），開關(guān)頻率高（降低濾波器體積），效率提升5-10%。
耐壓與可靠性
- 阻斷電壓≥1700V，漏電流極小，避免擊穿風(fēng)險。
- 強抗雪崩能力，適應(yīng)電動車復(fù)雜工況（如急加速/制動）。
動態(tài)性能
- 快速開關(guān)（ns級），降低開關(guān)損耗（SiC比硅基IGBT減少50%以上）。
- 低反向恢復(fù)電荷（Qrr），適合高頻應(yīng)用（如OBC）。
熱管理
- 高導(dǎo)熱率（SiC為硅的3倍），散熱更優(yōu)，允許更高功率密度。
- 模塊化設(shè)計（如半橋模塊）集成散熱基板。
系統(tǒng)級適配
- 兼容800V電池與400V設(shè)備（通過DC-DC轉(zhuǎn)換），支持雙向能量流動。
- 與超充樁（如350kW）匹配，實現(xiàn)5-10分鐘快充

1.電壓裕量設(shè)計

800V系統(tǒng)實際工作電壓可能瞬態(tài)超壓（如關(guān)斷尖峰、負載突變），需留有余量。1700V器件的耐壓（如SiC MOSFET）可覆蓋2倍以上標稱電壓，確�？煽啃浴�
例如：800V母線電壓的峰值可能達1200V，1700V器件提供安全緩沖。

2.開關(guān)損耗與效率優(yōu)化
- 高壓器件（如SiC）在高壓下導(dǎo)通電阻更低，減少導(dǎo)通損耗，尤其適合高頻開關(guān)場景（如OBC、DC-DC）。
3.系統(tǒng)簡化需求
- 避免多級電壓轉(zhuǎn)換，直接支持高壓部件（如電機驅(qū)動、快充），1700V器件可簡化拓撲結(jié)構(gòu)。

對比傳統(tǒng)方案

1700V的對比.png

高壓SiC MOSFET的核心優(yōu)勢

超高耐壓與可靠性
- 1700V及以上耐壓等級：輕松應(yīng)對800V平臺瞬態(tài)電壓尖峰（如電機反電動勢、快充浪涌），避免器件擊穿。
- 強抗雪崩能力：適應(yīng)電動車急加速、再生制動等動態(tài)工況，壽命遠超硅基IGBT。
極低的導(dǎo)通與開關(guān)損耗
- 導(dǎo)通電阻（Rds(on)）隨電壓升高增長緩慢：在800V系統(tǒng)中，SiC MOSFET的導(dǎo)通損耗比硅基IGBT低50%以上。
- 超快開關(guān)速度（ns級）：開關(guān)損耗減少70%，支持高頻運行（100kHz+），提升功率密度。
高溫穩(wěn)定性
- 結(jié)溫可達200℃以上：SiC材料的熱導(dǎo)率（3.7 W/cm·K）是硅的3倍，散熱更高效，允許更高電流輸出。
高頻兼容性
- 近乎零反向恢復(fù)電荷（Qrr）：消除二極管反向恢復(fù)損耗，適合高頻應(yīng)用（如OBC、DC-DC）。

對800V+高壓系統(tǒng)的性能提升1. 電驅(qū)系統(tǒng)：效率與動力升級

逆變器效率＞98%（硅基IGBT約95%）：減少能量損耗，延長續(xù)航5-10%。
高開關(guān)頻率：縮小電機濾波電感體積，減輕重量（如保時捷Taycan電驅(qū)系統(tǒng)減重20%）。
峰值功率輸出：支持更高扭矩密度，實現(xiàn)3秒級零百加速。

2. 超快充：縮短充電時間

兼容350kW+超充樁：SiC器件低損耗特性允許持續(xù)高電流輸入，實現(xiàn)5-10分鐘充電（SOC 10%-80%）。
減少充電模塊體積：高頻開關(guān)使OBC和DC-DC體積縮小30%（如特斯拉V4超充樁）。

3. 熱管理與輕量化

降低散熱需求：SiC器件的高效散熱可減少冷卻系統(tǒng)復(fù)雜度，如取消液冷管路。
系統(tǒng)集成化：結(jié)合多合一電驅(qū)單元（如比亞迪e平臺3.0），整車減重10%-15%。

4. 續(xù)航與成本平衡

續(xù)航提升：效率優(yōu)化可使整車續(xù)航增加5%-8%（WLTP工況）。
雖器件成本高（SiC模塊約硅基的2-3倍），但系統(tǒng)級成本下降（節(jié)省銅、散熱材料等）。

三、高壓SiC MOSFET的技術(shù)挑戰(zhàn)

成本問題
- SiC襯底制備難度大，良率低，但隨產(chǎn)能擴張（如Wolfspeed、科銳），成本逐年下降（預(yù)計2025年降本30%）。
驅(qū)動設(shè)計復(fù)雜度
- 需專用柵極驅(qū)動芯片（如隔離驅(qū)動），避免高壓串擾。
封裝技術(shù)
- 需低寄生電感封裝（如銀燒結(jié)、銅夾鍵合），以發(fā)揮高頻優(yōu)勢。

四、典型應(yīng)用案例

特斯拉Model 3/Y：后驅(qū)模塊采用SiC MOSFET，逆變器效率提升至99%。
Lucid Air：900V平臺+SiC電驅(qū)，實現(xiàn)超低能耗（4.6km/kWh）。
蔚來ET7：SiC模塊使電機功率密度達3.3kW/kg。

五、未來趨勢

電壓平臺升級：保時捷、奧迪等規(guī)劃1000V+系統(tǒng)，需2000V SiC器件。
全SiC方案：從逆變器擴展至OBC、DC-DC、PDU等全車高壓部件。
與GaN融合：中低壓部分（48V）用GaN，高壓用SiC，優(yōu)化成本。

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總結(jié)

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]高壓SiC MOSFET通過耐壓能力、高效開關(guān) 和高溫穩(wěn)定性，成為800V+電動車的“性能倍增器”，推動快充、長續(xù)航與輕量化發(fā)展。隨著技術(shù)成熟和規(guī)模化，SiC將成為高壓電動化的標配技術(shù)。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]MED （ED3)碳化硅（SiC）功率模塊

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]1. 采用真空回流焊工藝，Cu底板+低熱值A(chǔ)lN絕緣陶瓷，最高工作結(jié)溫175℃；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 2. 功率密度高,適用高溫、高頻應(yīng)用，超低損耗；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 3. 常關(guān)功率模塊，零拖尾電流，寄生電感小于15nH，開關(guān)損耗低；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]MD3 系列碳化硅（SiC）功率模塊

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]1. 采用真空回流焊工藝，AlSiC底板+低熱值A(chǔ)lN絕緣陶瓷，最高工作結(jié)溫175℃；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 2. 適用高溫、高頻應(yīng)用，超低損耗

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]MEK6 系列碳化硅（SiC）功率模塊

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]1. 最高工作結(jié)溫175℃；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 2. 高功率密度，低開關(guān)損耗；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 3. 適用高溫、高頻應(yīng)用；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]HPD 系列碳化硅（SiC）功率模塊

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]1. 最高工作結(jié)溫175℃；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 2. 第三代模塊寄生電感低于9nH，比現(xiàn)有模塊小50%以上，降低開關(guān)損耗；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]DCS12 (DCM)系列碳化硅（SiC）功率模塊

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]1. 采用單面水冷+模封工藝，最高工作結(jié)溫175℃；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 2. 功率密度高，適用高溫、高頻應(yīng)用，超低損耗；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)] 3. 集成NTC溫度傳感器，易于系統(tǒng)集成；

ME3（62mm) 系列碳化硅（SiC）功率模塊

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]1. 采用全焊片工藝，Cu底板+低熱值A(chǔ)lN絕緣陶瓷；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]2. 高功率密度，低寄生電感，低開關(guān)損耗；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]3. 適用高溫、高頻應(yīng)用；

ME2 (34mm)系列碳化硅（SiC）功率模塊

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]1. 采用全焊片工藝，Cu底板+低熱值A(chǔ)lN絕緣陶瓷；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]2. 高功率密度，低寄生電感，低開關(guān)損耗；

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]3. 適用高溫、高頻應(yīng)用；

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