【導讀】高溫及長壽命半導體解決方案的領先供應商CISSOID公司宣布，向 Thales Avionics Electrical Systems 交付首個三相 1200V/100A SiC MOSFET 智能功率模塊（IPM）原型。
該模塊在 Clean Sky Joint Undertaking 項目的支持下開發(fā)而成，通過減小重量和尺寸，該模塊有助于提高功率轉換器密度，從而支持多電飛機（More-Electrical Aircraft）中的發(fā)電系統(tǒng)和機電致動器。
此 IPM 可讓柵極驅動器與功率晶體管完美整合，從而利用碳化硅（SiC）的全部優(yōu)勢，即低切換損耗和高工作溫度。 憑借 HADES2® 隔離式柵極驅動器（該產品綜合了多年的 SiC 晶體管驅動開發(fā)經驗），并結合先進的封裝技術，使功率模塊在極端條件下實現(xiàn)可靠運行。
對于此航天級模塊，已選擇三相功率轉換器拓撲結構，同時，對于混合動力汽車（HEV）和鐵路項目，正在研究其他拓撲結構。在這個三相拓撲結構中，6個切換位置中的每個都包括一個100A SiC MOSFET晶體管和一個100A SiC肖特基續(xù)流二極管。這些器件可承受高達1200V的電壓，為540V航天直流總線提供足夠的防過壓冗余，而且此模塊在設計上可輕松使用1700V/150A SiC器件進行升級。晶體管的典型導通電阻為12.5mΩ或8.5mΩ，取決于其額定電流是100A還是150A。
在模塊的設計中還特別注意了熱工方面的問題。首先，所有選用的材料都允許在較高結溫（高達200°C，峰值為225°C）下可靠運行，以降低冷卻要求。這種選材還使該模塊能耐受機體和儲存溫度較高（150℃）的情況。最后，該模塊基于AlSiC基板、AIN基片和銀燒結等高性能材料，以提供與SiC器件之間近乎完美的熱膨脹系數（CTE）匹配，以及耐熱方面的高魯棒性和功率循環(huán)表現(xiàn)。
在同一個IPM中協(xié)同化設計柵極驅動器和功率模塊使CISSOID可以優(yōu)化柵極驅動器電路，并且在考慮功率模塊的寄生電感的同時最大限度減少這種電感（如可能）。最大限度減少寄生電感可更快切換SiC晶體管并降低切換損耗。IPM還可為電力電子設計者提供一種即插即用解決方案，使他們在設計柵極驅動器板時節(jié)省大量時間，而使用SiC晶體管設計柵極驅動器板是非常具有挑戰(zhàn)性的。這樣，用戶可集中精力設計充分利用SiC優(yōu)點的高密度功率轉換器。
Thales Avionics功率轉換器設計團隊經理Taoufik Bensalah表示：“很高興能夠在Clean Sky項目體系中與CISSOID團隊合作。他們可以非常靈活地為我們提議相關解決方案，滿足多電飛機對新一代高密度功率轉換器的要求。”CISSOID工程副總裁Etienne Vanzieleghem補充道：“對于和 Thales 開展的這次成效顯著的合作，以及我們在規(guī)范這個IPM時進行的開放性討論，我們都感到非常愉快。我們還要感謝 Clean Sky項目使這次合作順利成行，這也是CISSOID在結合封裝和電路設計專業(yè)知識方面的一個良好范例。這個項目還提供了一個機會，增進了我們與塔布（CISSOID封裝團隊所在地）的PRIMES平臺之間的合作關系。”
