Toshiba 于工业设备应用的2200V双碳化硅MOSFET模块

碳化硅MOSFET寄生体二极管具有极小的反向恢复时间trr和反向恢复电荷Qrr。对于相同额定电流为900V的器件，碳化硅MOSFET寄生二极管的反向电荷仅为相同电压规格的硅基MOSFET的5%。对于桥式电路，可以减小体二极管的死区时间和反向恢复带来的损耗和噪声，便于改进。开关工作频率。碳化硅MOS具高频高效，高耐压，高可靠性，可以实现节能降耗，小体积，低重量，高功率密度。相对应于传统MOSFET以及IGBT有以下优点：

1 高工作频率：可以减小电源系统中电容以及电感或变压器的体积，降低电源成本，让电源实现小型化，美观化。从而实现电源的升级换代。

2 低导通阻抗：碳化硅MOSFET单管最小内阻可以达到15毫欧，轻松达到能效要求，减少散热片使用，降低电源体积和重量，电源温度更低，可靠性更高。

3 耐压高： 一般MOSFET耐压900V，IGBT常见耐压1200V

4 耐温高：碳化硅MOSFET芯片结温高，可靠性和稳定性大大高于传统MOSFET

三电平电路每个桥臂由4个IGBT/MOS和6个二极管构成。三电平电路在拓扑结构上相对更为复杂，相对于传统二电平逆变电路输出高、低两个电平，电路可以通过上、下管的开通输出高、低电平，通过中间二极管的钳位作用输出零电平，总共三个电平状态，因此被成为三电平电路。

当上桥臂的两管导通，每管承受的应力平台电压为V/2

当下桥臂的两个管导通，每管承受的应力平台电压为V/2

三电平可以降低开关频率，较少开关损耗，可选用耐压等级较低的功率元件，但缺点为元件数多，成本高，控制电路较复杂

二电平电路，工作方式是180°导通方式，每次换相都是在同一相上下两个桥臂之间进行的。它们交替导通。在换流瞬间，为了防止同一相上下两臂的主管同时导通而引起直流电源的短路，通常采用“先断后通”的方法，即先给应关断的管关断信号，待其关断后留一定时间裕量，然后再给应导通的管开通信号，两者之间留一个短暂的死区时间。可以看出二电平，如果需要承受更高的电压，就需要选用耐压等级更高的功率元件，因此耐压高SIC MOS的元件就成为首选。

『东芝推出2200V双碳化硅（SiC）MOSFET模块—MG250YD2YMS3。 新模块采用东芝第3代SiC MOSFET芯片，其漏极电流（DC）额定值为250A，适用于光伏发电系统和储能系统等使用DC 1500V的应用。类似上述的工业应用通常使用DC 1000V或更低功率，其功率器件多为1200V或1700V产品。

然而，预计未来几年内DC 1500V将得到广泛应用，因此东芝发布了业界首款2200V产品。MG250YD2YMS3具有低导通损耗和0.7V（典型值）的低漏极-源极导通电压（传感器）。此外，它还具有较低的开通和关断损耗，分别为14mJ（典型值）和11mJ（典型值），与典型的硅（Si）IGBT相比降低了约90%。这些特性均有助于提高设备效率。由于MG250YD2YMS3可实现较低的开关损耗，用户可采用模块数量更少的两电平电路取代传统的三电平电路，有助于设备的小型化。』

（作者：东芝；出处：https://toshiba-semicon-storage.com/cn/company/news/news-topics/2023/08/sic-power-devices-20230829-1.html )

MG250YD2YMS3 规格书

• 低漏极-源极导通电压（传感器）：
  V_DS(on)sense＝0.7V（典型值）（I_D＝250A、V_GS＝＋20V、T_ch＝25℃）
• 低开通损耗：
  E_on＝14mJ（典型值）（V_DD＝1100V、I_D＝250A、T_ch＝150℃）
• 低关断损耗：
  E_off＝11mJ（典型值）（V_DD＝1100V、I_D＝250A、T_ch＝150℃）
• 低寄生电感：
  L_sPN＝12nH（典型值）