ITM11A8XJ036645 解决xEV逆变器中SiC功率元件尺寸的挑战

　　移动性是日常生活的重要组成部分。快速转向碳中和、节能的交通方式正在为更绿色的未来做出重要贡献。更紧凑、更高效、更轻便的电力驱动的开发在这方面发挥着关键作用，不仅有助于提高对下一代电动汽车(xEV)的兴趣和使用，还有助于实现碳中和等环境目标。在这方面，提高驱动逆变器的效率极其重要，尤其是对电动汽车而言，因为这可以扩大行驶里程，并减小车载电池的尺寸。

　　碳化硅在汽车行业的重要性是毋庸置疑的。过去几年的销售数据证实，向电动汽车的转变继续推动增长，特别是在欧洲和亚洲的汽车行业。罗门通过与车辆和牵引逆变器制造商的多次合作，可持续地支持这一转变。

　　棕色地带方法

　　ROHM将把SiC产品的开发周期缩短至两年，以支持汽车行业的创新进步。但是，组件不会因此而被淘汰。由于罗门的生产能力，老一代可以继续生产。根据产品的生命周期，仍然可以满足长期工业应用的部件可用性要求。

　　ROHM采用“棕色地带”方法来确保生产新开发产品的成功。由于现有工厂的改造和现代化，如宫崎工厂，8英寸基板的生产已经定于今年开始。由于可以使用现有的基础设施，这使得生产场所的建设时间比新建筑减少了两年。ROHM将能够将模块产量提高到传统SiC外壳模块的30倍。生产将在第五代SiC MOSFETs的8英寸衬底上运行，从而显著提高产能。

　　此外，罗门和东芝已经宣布合作制造功率半导体。日本经济产业省(METI)支持这一计划，以确保半导体的稳定和安全供应。两家公司都在大力投资生产碳化硅(SiC)和硅(Si)功率半导体，以提高其供应能力，并充分利用彼此的生产能力。

　　解决SiC功率器件尺寸挑战

　　然而，在保持紧凑尺寸的同时确保低损耗是SiC功率元件面临的主要挑战。ROHM通过TRCDRIVE pack解决了这一难题。

　　用于SiC模块的TRCDRIVE pack专为牵引逆变器应用而开发，其独特的结构最大限度地增加了散热面积，从而缩小了尺寸。将ROHM的第四代SiC-MOSFET与低导通电阻相集成，可提供业界领先的功率密度，比传统SiC模块高1.5倍。同时，它还大大有助于的小型化xEV逆变器.

　　ROHM的TRCDRIVE pack模块是带有4个泰国(Thailand)针对高电流密度和低功耗设计的新一代SiC FETs开关损耗。这些模块支持汽车行业推动技术变革和提供高效驱动。

　　图一。TRCDRIVE pack是一个紧凑型模块，提供高电流密度，一侧散热，用于控制牵引逆变器，基于ROHM的专有模块技术。图片由提供博多的动力系统[PDF]

　　TRCDRIVE pack的性能非常出色。单面高导热外壳确保安装简单和高电流密度。经过优化的内部配置可实现仅为5.7 nH的极低电感。这是由两层母线结构实现的，它使电流路径最大化。由于非常低的导通电阻(RDS(开))，可以达到业界领先的19.1安培/厘米的电流密度。这些模块可用于750 V和1,200的电压。

　　该模块提供高达300 kW的功率和出色的功率密度，有助于满足牵引逆变器在小型化、提高效率和降低开发成本方面的最重要要求。这些模块的控制信号端子带有压配引脚，只需从上方插入栅极驱动板，便可轻松连接。

　　到2025年3月，TRCDRIVE pack将集成到十二种不同外壳尺寸(小/大)和安装模式(TIM:热偏转板/Ag烧结)的型号中。ROHM还在开发一种集成散热器的6合1产品，有助于驱动逆变器的快速设计过程，以及为处理多种设计规格而定制的型号的早期市场投放。

　　图二。TRCDRIVE pack产品系列。图片由提供博多的动力系统[PDF]

　　罗门在应用层面提供广泛的支持，包括使用其内部电机测试设备。公司提供大量的辅助材料。这些包括模拟和热设计，有助于快速评估和推出TRCDRIVE pack产品。提供两种评估套件:双脉冲和三相全桥应用测试，以便在类似于实际逆变器电路的条件下进行评估。

　　用于双脉冲测试的评估套件带有预焊接、螺钉固定的外部连接，无需额外焊接端子。不需要特殊电容，因此可以在各种标准环境下进行评估。器件驱动板的标准电源电压为24 V，最大开关频率为20 kHz。工作电压也独立于相应电容器/元件的耐受电压。

　　图3。两个评估套件有助于快速评估和介绍TRCDRIVE pack产品。图片由提供博多的动力系统[PDF]

　　用于三相全桥应用的评估套件还配有预焊接、螺钉固定的外部端子、预焊接电容和集成冷却系统。其它规格包括栅极驱动板电源(典型值为24 V)、最高20 kHz的开关频率和最高900 V的工作电压。

　　效率和可靠性

　　虽然电动汽车通常被认为是可持续的，但确保它们的部件也是可持续设计的仍然很重要。罗门是世界上第一家供应商，于2010年开始大规模生产SiC MOSFETs。这些元件以EcoSiC品牌上市，涵盖范围广泛，包括裸芯片、分立元件和模块。

　　EcoSiC代表具有增强的效率和可靠性的碳化硅产品，特别是那些用于高性能应用的产品，如电动汽车、工业设备和可再生能源系统。随着EcoSiC的推出，ROHM将自己定位为先进和可持续技术的提供商，目标是更高的开关频率、更低的损耗和环境友好的特性。EcoSiC标志象征着生态系统和卓越技术之间的联系。它是高级“电源生态系列”概念的一部分，旨在最大限度地提高电子应用的效率和紧凑性。EcoSiC模块的生产已经在CO2-中立的基础。

　　外卖食品

　　凭借TRCDRIVE pack系列，ROHM开发了一侧散热的紧凑型模块，可提供高电流密度。这些模块已针对xEV牵引逆变器进行了优化，并基于ROHM的专有模块技术。这些模块有助于克服小型化、提高效率和降低开发成本方面的最重要挑战。ROHM将继续在各种外壳中扩展其SiC MOSFETs的范围，并且具有更低的导通电阻。目标是降低各种设备的功耗，为实现环保等社会目标做出贡献。