800V时代的碳化硅应用与测试

碳化硅以中压或中功率应用为主

英飞凌的郝歆博士在介绍碳化硅特性时表示，目前碳化硅器件主要集中在650V至2kV电压等级，在中压或中功率领域应用比较广，如电动车、新能源发电、充电桩、伺服机器人等。在更高电压的电力传输和输配电、高铁等领域碳化硅也可以用，但是由于高压碳化硅产品的成本限制，还不具备大面积商用条件，用量非常少。

郝歆博士正在演讲中

他认为，电动车使用碳化硅主要有几个优势，首先是提高效率，增加功率密度，节省系统成本；能效非常高，损耗很低。使用相同电池容量可以实现更多里程，或将电池重量节省下来。现在，电动车已进入800V母线电压时代，在高压下，1200V碳化硅可以发挥更多优势。测算一下碳化硅在400V系统和最新的800V系统下的能耗，在逆变器侧，使用碳化硅损耗可以降低96%，所以它对能效的贡献非常多。

英飞凌的碳化硅产品非常丰富，布局包括汽车和工业，有各种各样的单管产品，也有Easy系列62mm模块，还有3.3kV更高电压等级适合高铁和输配电等的碳化硅产品。在不同封装中还有各种拓扑，如太阳能发电有三电平、Bust等各种拓扑，在充电桩方面有LLC等拓扑，同时提供一些定制化产品，满足市场多样化需求。定制化产品可以根据应用和市场需求配置相应的芯片、相应的拓扑，优化布局，做出最好的产品。

英飞凌在一些单管产品中采用了.XT技术来增强芯片的输出能力。该技术是一种芯片焊接技术，焊料层比原来大大降低，热阻可以降低25%；如果把热容也考虑进去，可以降低45%。其好处是芯片输出电流能力大大提高，同时提高功率循环寿命，还可以增加开关频率，或降低节温，增加寿命等。

他还提到了考察器件可靠性的两种方法，一是原厂用的马拉松测试，测试时间长，测试样本数量也非常多；二是栅极电压阶梯式测试，利用高压将碳化硅栅极氧化层击穿来判断它是否可靠。

如何评价功率模块动态参数？

是德科技的解决方案规划师张纪泽认为，由于高功率密度和紧凑性，新兴的宽禁带功率模块深得业界青睐。以碳化硅为核心的800V强电系统将在主逆变器、电机驱动系统、DC-DC到OBC及非车载充电桩等领域迎来规模化发展。如何准确可靠地评价作为这些子系统核心组件的功率模块变得至为关键。在评估功率模块时，需要对电路板布局仔细考量。

张纪泽先生正在演讲中

他介绍说，通常待测模块被焊接在测试板上以减少杂散电感，但是由于测试过程中反复焊接不同的待测件，对功率模块的评估费时费力。另外，宽禁带器件需要在不同结温处测试其性能，也为测试带来了挑战。对于测试本身，其操作和数据分析都极为复杂，对仪器的准确操作和数据管理也是不小的挑战。

为了应对以上功率模块动态测试的挑战，是德科技发布了具有增强功能的下一代双脉冲测试产品——功率动态参数分析仪PD1550A，使客户能够比以往更快、更简单地测试功率模块。

新的PD1550A将此前的优化方案扩展到整个功率模块测试，用于大功率转换器测试，同时符合全球安全法规。早在2019年，是德就推出了PD1500A功率器件动态分析仪。目前，是德第一个用于功率器件动态特性评价的解决方案已被全世界各地的功率器件研发人员和功率半导体制造商广泛使用。

现在新的PD1550A扩展了PD1500A的功能，成为提供测试功率模块测试的新一代解决方案。因此，汽车设备制造商、一级供应商和功率模块开发人员可以加速开发，并对功率模块的动态特性有更多的了解，从而提高汽车电源电路的安全性和可靠性。

是德科技的愿景是利用多年在测量领域的专业知识，为专注于功率半导体器件和功率模块的客户提供高性双脉中测试解决方案。新解决方案的双脉冲测试板集成了几乎所有的双脉冲测试软件，如电源模块连接器、栅极驱动器、去耦电容以及电流测量，将有助于正确评价功率模块，同时解决模块设计问题并缩短开发周期。

来源：化合物半导体