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1 Einleitung

Mit der Entwicklung von 800V-Elektrofahrzeugplattformen, Energiespeicher-PCS und industriellen Hochleistungswechselrichtern sind 1200V-SiC-Leistungsmodule zu Kernkomponenten effizienter leistungselektronischer Systeme geworden.

Im Vergleich zu herkömmlichen IGBT-Modulen bieten SiC-MOSFETs folgende Vorteile:

• Höhere Sperrspannung
  

• Niedrigere Schaltverluste
  

• Höhere Schaltfrequenz
  

• Höhere Leistungsdichte
  

• Geringere Systemkühlungsanforderungen
  

Zu den weltweit führenden SiC-Modulherstellern gehören:

• Infineon Technologies
  

• ROHM Semiconductor
  

• Wolfspeed
  

• onsemi
  

Gleichzeitig hat der chinesische Hersteller RUILIN SEMI auf Kundenwunsch ein 1200V 800A SiC-Leistungsmodul für Hochleistungs-Wechselrichtersysteme auf den Markt gebracht. Der Leistungsvergleich mit internationalen Herstellern ist wie folgt:

2 Typische Anwendungen von 1200V SiC-Modulen

1200V SiC-Module werden hauptsächlich in folgenden Systemen eingesetzt:

• Elektrofahrzeug-Traktionswechselrichter:
  Der Leistungsbedarf von 800V-Elektrofahrzeugplattformen liegt typischerweise zwischen 150 kW und 500 kW.
  

• Energiespeicher-PCS:
  Typische PCS-Leistungen: 250 kW, 500 kW, 1 MW.
  

• Industrielle Motorantriebe:
  Der Leistungsbereich reicht von 100 kW bis 800 kW.
  

• Solar-/Windwechselrichter:
  Hoher Wirkungsgrad (>98%).
  

3 Wichtige Auswahlparameter

4 1200V SiC-Modul-Marktvergleich

Nachfolgend der Vergleich aktueller führender SiC-Module:

Es ist ersichtlich, dass SiC-Module der 800A-Klasse noch relativ selten sind und zu den Hochleistungsplattformprodukten gehören.

5 Übersicht über das RUILIN SEMI 1200V 800A SiC-Modul

Das von RUILIN eingeführte SiC-Leistungsmodul RL800N1200A weist folgende Merkmale auf:

• Hohe Stromtragfähigkeit:
   Nennstrom 800A, geeignet für schwere Elektrofahrzeuge, Hochleistungs-PCS und industrielle Wechselrichter.
  

• Hohe Effizienz:
   Die SiC-MOSFET-Technologie ermöglicht geringere Schaltverluste und höhere Schaltfrequenzen, wobei die Systemeffizienz über 98 % liegt.
  

• Hochtemperaturbetrieb:
  Maximale Sperrschichttemperatur 175 °C für höhere Zuverlässigkeit und einfachere Kühlungsauslegung.
  

6 Systemleistungsfähigkeit

Bei 800 V DC-Zwischenkreis beträgt die Systemleistung ungefähr:

Daher eignet sich das 800A SiC-Modul besonders für:

• Elektro-Lkw
  

• Wasserstoff-Lkw
  

• Große Energiespeicher-PCS
  

7 Gehäusestruktur

Gängige Gehäuse für 1200V SiC-Module:

• Halbbrücke:
  Vorteile: Flexibles Wechselrichterdesign, einfache Parallelschaltung.
  

• Sechs-Einheiten-Gehäuse:
  Vorteile: Kompaktes Wechselrichtersystem.
  

RUILIN SEMI verwendet eine HPD-Modulstruktur mit hohem Strom, geeignet für Hochleistungs-Wechselrichterdesigns.

8 Vorteile von SiC-Modulen mit hohem Strom

Hochstrommodule bieten folgende Vorteile:

• Höhere Leistungsdichte:
   Reduzierung der benötigten Modulanzahl.
  

• Niedrigere Systemkosten:
   Weniger Stromschienen, Kühlkomponenten und Gate-Treiber.
  

• Vereinfachtes Wechselrichter-Design:
   Kompakteres System.
  

9 Fazit

Mit der Entwicklung von 800V-Elektrofahrzeugen und Energiespeichersystemen werden 1200V-SiC-Leistungsmodule zur dominierenden Leistungshalbleitertechnologie.

Im Vergleich zu herkömmlichen 600A-Modulen:

RUILIN SEMI RL800N1200A bietet höhere Strombelastbarkeit und größere Systemleistung.

Geeignet für:

• Traktionswechselrichter für Elektrofahrzeuge
  

• Energiespeicher-PCS
  

• Industrielle Hochleistungsantriebe
  

Technische Kerndaten

• Parameter:
  Wert/Spezifikation
  

• Modell:
  RL800N1200A
  

• Sperrspannung (V
  Entscheidungsunterstützungssystem
  )：1200 V
  

• Dauerstrom (I
  D
  )：800 A
  

• Einschaltwiderstand R
  DS (Ein)
  ： 

• Schaltverluste (E
  Ein/Aus
  )：Sehr niedrig (SiC-Technologie)
  

• Maximale Sperrschichttemperatur T
  j, max
  ：175 °C
  

• Gehäuse:
  HPD, Hochstromtyp
  

• Topologie:
  Halbbrücke / konfigurierbar
  

• Anwendung:
  Elektrofahrzeug-Antrieb, Energiespeicher-PCS, Industrieantrieb
  

• Systemleistung (bei 800 V DC):
  ~640 kW
  

• Vorteile:
  Höhere Leistungsdichte, niedrigere Systemkosten, vereinfachtes Design
  

Hochstrom-SiC-Module werden eine wichtige Lösung für die nächste Generation von Hochleistungs-Leistungselektroniksystemen sein.
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