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CISSOID向Thales交付首个碳化硅智能功率模块

2016-04-22 14:58:36 中国航空新闻网 Dave Hutton

中国航空新闻网讯:2016年4月15日,高温及长寿命半导体解决方案的领先供应商CISSOID公司宣布,向Thales Avionics Electrical Systems交付首个三相 1200V/100A SiC MOSFET 智能功率模块(IPM)原型。该模块在Clean Sky Joint Undertaking项目的支持下开发而成,通过减小重量和尺寸,该模块有助于提高功率转换器密度,从而支持多电飞机(More-Electrical Aircraft)中的发电系统和机电致动器。

此IPM可让栅极驱动器与功率晶体管完美整合,从而利用碳化硅(SiC)的全部优势,即低切换损耗和高工作温度。凭借HADES2® 隔离式栅极驱动器(该产品综合了多年的SiC晶体管驱动开发经验),并结合先进的封装技术,使功率模块在极端条件下实现可靠运行。

对于此航天级模块,已选择三相功率转换器拓扑结构,同时,对于混合动力汽车(HEV)和铁路项目,正在研究其他拓扑结构。在这个三相拓扑结构中,6个切换位置中的每个都包括一个100A SiC MOSFET晶体管和一个100A SiC肖特基续流二极管。这些器件可承受高达1200V的电压,为540V航天直流总线提供足够的防过压冗余,而且此模块在设计上可轻松使用1700V/150A SiC器件进行升级。晶体管的典型导通电阻为12.5mΩ或8.5mΩ,取决于其额定电流是100A还是150A。

在模块的设计中还特别注意了热工方面的问题。首先,所有选用的材料都允许在较高结温(高达200°C,峰值为225°C)下可靠运行,以降低冷却要求。这种选材还使该模块能耐受机体和储存温度较高(150℃)的情况。最后,该模块基于AlSiC基板、AIN基片和银烧结等高性能材料,以提供与SiC器件之间近乎完美的热膨胀系数(CTE)匹配,以及耐热方面的高鲁棒性和功率循环表现。

在同一个IPM中协同化设计栅极驱动器和功率模块使CISSOID可以优化栅极驱动器电路,并且在考虑功率模块的寄生电感的同时最大限度减少这种电感(如可能)。最大限度减少寄生电感可更快切换SiC晶体管并降低切换损耗。IPM还可为电力电子设计者提供一种即插即用解决方案,使他们在设计栅极驱动器板时节省大量时间,而使用SiC晶体管设计栅极驱动器板是非常具有挑战性的。这样,用户可集中精力设计充分利用SiC优点的高密度功率转换器。

Thales Avionics功率转换器设计团队经理Taoufik Bensalah表示:“很高兴能够在Clean Sky项目体系中与CISSOID团队合作。他们可以非常灵活地为我们提议相关解决方案,满足多电飞机对新一代高密度功率转换器的要求。”CISSOID工程副总裁Etienne Vanzieleghem补充道:“对于和 Thales 开展的这次成效显著的合作,以及我们在规范这个IPM时进行的开放性讨论,我们都感到非常愉快。我们还要感谢 Clean Sky项目使这次合作顺利成行,这也是CISSOID在结合封装和电路设计专业知识方面的一个良好范例。这个项目还提供了一个机会,增进了我们与塔布(CISSOID封装团队所在地)的PRIMES平台之间的合作关系。”

责任编辑:wanglan