導言:由電裝與豐田汽車及豐田中央研究所的共同研發,采用SiC功率元件制成的逆變器,其輸出功率密度高達60kW/L。該試制品通過將功率半導體材料由原來的Si改為SiC,同時功率元件內部通過采用自主開發的構造實現了低電阻化,從而降低了電力損耗。
輸出功率密度高達60kW/L的逆變器,該逆變器的體積為0.5L,輸出功率為30kW時,輸出功率密度為60kW/L,此時功率元件的溫度為180℃左右。 而且,還通過改進逆變器模塊內的布線,降低了模塊整體的電阻,從而使發熱量比原產品減少了68%。
這款逆變器還還降低了電能損失,與利用Si制IGBT的逆變器相比,電力損失可降低68%(30Arms時)。
該逆變器由配備SiC制功率元件的模塊,以及用于驅動該功率元件的控制電路、冷卻風扇以及電容器等構成。
逆變器模塊中,晶體管采用溝道型SiC制MOSFET,二極管采用溝道型SiC制MOSFE內的體二極管。這樣做是為了使模塊小型化。SiC制MOSFET的耐壓為1200V,導通電阻為30mΩ。芯片尺寸約為5mm見方。
逆變器模塊內封裝有供三個相位用的高側和低側用SiC制MOSFET。每一個相位的高側和低側各并聯使用3枚SiC制MOSFET芯片,整個逆變器模塊共有18枚芯片。
MOSFET約為5mm見方,每枚芯片“可流過100A的電流,但此次采用了3枚芯片共流過70A左右電流的設計”。也就是說,每枚芯片流過23A左右的電流。
另外,逆變器模塊的寄生電感也得以降低。
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