东芝首款2200V双碳化硅MOSFET模块MG250YD2Y

电动悟空摘录 8月29日，据外国媒体报道，9月23日，东芝推出了业内首款2200V双碳化硅MOSFET模块MG250YD2YMS3，可简化逆变器设计，提高功率密度，减少模块体积和重量。

图片来源于东芝官网

传统的三电平逆变器（three-level inverter）由于开关电器的开路电压，开关损耗较低（off-state voltage）为线电压（line voltage）的一半。与三电平逆变器相比，两电平逆变器（two-level inverter）模块数量少，有助于设备小型化。但是，由于外加电压（applied voltage）与线电压一致，因此两个电平逆变器需要更高的击穿电压（breakdown voltage）半导体器件。与传统的三电平硅相比，解决上述适应问题至关重要（Si）基于新设备的IGBT逆变器实现了更高的工作频率和更低的功率损耗。

2200V双碳化硅MOSFET模块的泄漏电压（VDSS）额定值为2200V，可支持漏端电流（continuous drain current）漏极电流(脉冲)为250A（IDP）为500A设备。2200V双碳化硅MOSFET模块的隔离电压（Visol）该装置为4000Vrms，通道温度高达150℃（Tch）下工作。

2200V双碳化硅MOSFET模块的传导损失（conduction loss）漏极-源极导通电压(传感器)较低（VDS(on)sense）仅为0.7V。此外，开关损耗最小化，典型的导通损耗和关闭损耗分别为14mJ和11 mJ，这意味着该模块对热管理的要求较低，因此逆变器可以小型化。

2200V双碳化硅MOSFET模块(MG250YD2YMS3)漂移层（drift layer）优化杂质浓度和厚度，与现有产品的浓度和厚度相关，导电阻（RDS(ON)）与绝缘击穿电压相同。这种优化措施也增强了模块对宇宙射线的抗扰性，这也是光伏系统的重要要求。此外，该模块在p型硅中（p-base）和n基区（n-drift）嵌入在PN结之间的位置（PN junction）肖特基二极管（SBD），在反向传导条件下保证模块的可靠性。

东芝全碳化硅模块的开关能量损失远低于同类硅模块。相比之下，新型碳化硅MOSFET模块的频率是传统硅绝缘栅双极晶体管（IGBT）两倍。与三电平碳化硅逆变器相比，两电平碳化硅逆变器损耗低37%。