650V 60mΩ SiC MOSFET高温性能测试对比，国产器件重载时温度更低

650V 60mΩ SiC MOSFET主要应用市场包括光伏和储能、驱动、电动汽车及充电桩、UPS、电源等。据HIS报告，电动汽车充电市场的增长将非常强劲，高达59%。

自特斯拉第一次采用ST 650V SiC MOSFET后，目前市场上CREE、UnitedSiC、罗姆、Infineon都有650V SiC MOSFET产品。国内厂商派恩杰半导体也推出了650V 60mΩSiC MOSFET。相较于国外厂商，国内厂商的SiC MOSFET产品性能到底如何？派恩杰半导体采用自主设计的Buck-Boost效率测试平台针对650V 60mΩSiC MOSFET高温性能进行了对比测试。本文分享测试结果。

派恩杰设计的Buck-Boost效率测试平台用于650V/1200V TO247-4 分立SiC MOSFET的开环功率实验，器件系统效率和温升性能测试，双脉冲测试以及电池充放电系统。最大输入电压可达800Vdc,输出400Vdc,可工作在Buck模式或者Boost模式。原理图如图1，实物图如图2。

图1、Buck-Boost原理图

图2、Buck-Boost测试平台

本次选择了派恩杰650V 60mΩ产品P3M06060K4与C品牌4pin 650V 60mΩ进行测试对比。P3M06060K4 Rdson随温度变化更小，高温下导通损耗更小，因此在高温下性能更优，见图3、图4，

图3、18V Rdson vs Tj 图4、20V Rdson vs Tj

采用Buck模式对比两家器件性能。在100kHz条件下，轻载时效率基本一致达到99%，重载时P3M06060K4器件效率更高，如图5。在4kW时，P3M06060K4器件温度86℃，C品牌器件温度96℃。P3M06060K4器件功率加到4.7kW时，器件温度才到100℃，如图6。其中C品牌器件温度达到96℃如图7，相应电感温度如图8。

图5、100kHz效率对比曲线 图6、100kHz温度对比曲线

图7、100kHz，4kW时C品牌器件温度

图8、100kHz，4kW时C品牌电感温度

在65kHz条件下，轻载时效率基本一致达到99%，重载时P3M06060K4器件效率更高，如图9。在4.3kW时，P3M06060K4器件温度80℃，C品牌器件温度102℃。P3M06060K4器件功率加到5kW时，器件温度才接近100℃，如图10。其中C品牌器件温度达到96℃如图11，相应电感温度如图12。

图9、65kHz效率对比曲线 图10、65kHz温度对比曲线

图11、65kHz，4kW时C品牌器件温度

图12、65kHz，4kW时C品牌电感温度

因此P3M06060K4器件在重载时温度更低，已经超过世界一流SiC厂商C品牌器件。

派恩杰半导体SiC MOSFET 650V -1700V SiC MOSFET产品齐全，除了650V 60mΩSiC MOSFET P3M06060K4, 其他SiC MOSFET器件性能也已达到国际一流水平。

黄兴博士

派恩杰 总裁 &技术总监

美国北卡州立大学博士，师承Dr. B. Jayant Baliga（IEEE终身会员，美国科学院院士，IGBT发明者，奥巴马授予国家技术创新奖章）与Dr. Alex Q. Huang（IEEE Fellow, 发射极关断晶闸管（ETO）的发明者）。10余年碳化硅与氮化镓功率器件经验，曾参与美国自然科学基金委FREEDM项目、美国能源部Power America项目，曾任职于Qorvo Inc.、联合碳化硅。累计发布10余篇科技论文，超过350次引用，20余项专利发明。

派恩杰半导体

成立于2018年9月的第三代半导体功率器件设计和方案商，国际标准委员会JC-70会议的主要成员之一，参与制定宽禁带半导体功率器件国际标准。成立三年已经发布了50余款650V/1200V/1700V SiC SBD、SiC MOS、GaN HEMT功率器件，产品已达国际一流水平，广泛用于大数据中心、超级计算与区块链、5G通信基站、新能源汽车/储能/充电桩、微型光伏、城际高速铁路和城际轨道交通、家用电器以及特高压、航空航天、工业特种电源、UPS、电机驱动等领域。

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