傾佳電子楊茜以50KW高頻電鍍電源應用為例，分析BASiC基本股份國產(chǎn)SiC碳化硅模塊替代富士IGBT模塊損耗對比：

傾佳電子楊茜致力于推動國產(chǎn)SiC碳化硅模塊在電力電子應用中全面取代進口IGBT模塊，助力電力電子行業(yè)自主可控和產(chǎn)業(yè)升級！

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個必然，勇立功率半導體器件變革潮頭：

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET模塊全面取代IGBT模塊的必然趨勢！

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET單管全面取代IGBT單管的必然趨勢！

傾佳電子楊茜咬住650V SiC碳化硅MOSFET單管全面取代SJ超結(jié)MOSFET和高壓GaN 器件的必然趨勢！

技術(shù)說明：基本股份BASiC-BMF160R12RA3 替代富士電機 2MBI300HJ-120-50 的深度分析

一、技術(shù)參數(shù)對比

參數(shù) 基本股份BASiC-BMF160R12RA3 (SiC MOSFET模塊) 富士電機2MBI300HJ-120-50 (IGBT模塊)

技術(shù)優(yōu)勢耐壓1200 V ，1200 V 同等耐壓

連續(xù)電流160 A @ 75°C ，300 A @ 60°C IGBT 電流更高，但 SiC模塊高溫性能更優(yōu)

導通電阻/壓降RDS(on)=7.5 mΩ @ 18V ，VCE(sat)=3.2-4.2 V @ 300A SiC 導通損耗低 80% 以上

開關(guān)頻率適應性高頻（100kHz+） ，中頻（20-50kHz）SiC模塊適合高頻應用，損耗更低

開關(guān)損耗（Eon+Eoff）典型值 145mJ @ 160A, 800V ，典型值 400mJ @ 300A, 600V SiC模塊開關(guān)損耗低 60% 以上

反向恢復損耗無（單極器件）有（需外置二極管） ，SiC模塊無反向恢復損耗

熱阻（結(jié)-殼）0.29 K/W ，0.064 K/W (IGBT模塊) IGBT模塊熱阻更低，但 SiC模塊總損耗更小

二、SiC MOSFET 模塊技術(shù)優(yōu)勢

低導通損耗
SiC MOSFET 的導通電阻（7.5mΩ）遠低于 IGBT 的導通壓降（3.2-4.2V）。以 160A 電流計算：

SiC 導通損耗：1602×0.0075=192W

IGBT 導通損耗：160×3.2=512W
SiC 模塊導通損耗僅為 IGBT模塊 的 37.5%。

高頻低開關(guān)損耗
SiC MOSFET模塊 的開關(guān)時間（典型值 41-45ns）比 IGBT模塊（250-400ns）快 6-8 倍，且開關(guān)能量（Eon+Eoff=145mJ）更低。

假設(shè)工作頻率 100kHz：

SiC 開關(guān)損耗：145×10?3×105=14.5kW（需結(jié)合占空比調(diào)整）

IGBT 開關(guān)損耗：400×10?3×105=40kW
SiC 模塊開關(guān)損耗降低 63.75%。

無反向恢復損耗
SiC MOSFET 為單極器件，無體二極管反向恢復問題；而 IGBT 模塊需外置快恢復二極管，反向恢復時間（130ns）和能量（132μJ）會額外增加損耗。

高溫穩(wěn)定性
SiC 器件在 175°C 下導通電阻僅增加 30%，而 IGBT 的 VCE(sat) 隨溫度升高顯著上升（如 125°C 時達 4.2V）。

三、50kW 高頻電鍍電源應用仿真對比

假設(shè)條件：

輸入電壓：600V DC

輸出功率：50kW

開關(guān)頻率：100kHz

拓撲：全橋 LLC 諧振變換器

1. 損耗計算

損耗類型 基本股份BASiC-BMF160R12RA3 富士電機2MBI300HJ-120-50

導通損耗1602×0.0075×0.5=96W ，160×3.2×0.5=256W

開關(guān)損耗45mJ×105=14.5kW（需占空比修正為 725W）, 400mJ×105=40kW（修正為 2000W）

反向恢復損耗13.2W

總損耗821 W，2269.2 W

2. 效率對比

SiC模塊效率：50,000/(50,000+821)=98.4%

IGBT模塊效率：50,000/(50,000+2269.2)=95.6%
SiC 模塊效率提升 2.8%，年運行能耗節(jié)省約 2000 kWh（假設(shè) 24/7 運行）。

四、替代可行性結(jié)論

性能優(yōu)勢：基本股份SiC MOSFET 模塊在高頻、高溫場景下效率顯著優(yōu)于富士進口IGBT模塊，尤其適合 50kW 高頻電鍍電源。

成本權(quán)衡：國產(chǎn)SiC 模塊初始成本與富士進口IGBT模塊持平，長期運行能耗節(jié)省獲得更多收益。

設(shè)計建議：需優(yōu)化驅(qū)動電路（推薦 VGS=+18/-4V），并加強散熱設(shè)計（熱阻 0.29 K/W 需搭配高效散熱器）。

BASiC基本股份針對SiC碳化硅MOSFET多種應用場景研發(fā)推出門極驅(qū)動芯片，可適應不同的功率器件和終端應用。BASiC基本股份的門極驅(qū)動芯片包括隔離驅(qū)動芯片和低邊驅(qū)動芯片，絕緣最大浪涌耐壓可達8000V，驅(qū)動峰值電流高達正負15A，可支持耐壓1700V以內(nèi)功率器件的門極驅(qū)動需求。

BASiC基本股份低邊驅(qū)動芯片可以廣泛應用于PFC、DCDC、同步整流，反激等領(lǐng)域的低邊功率器件的驅(qū)動或在變壓器隔離驅(qū)動中用于驅(qū)動變壓器，適配系統(tǒng)功率從百瓦級到幾十千瓦不等。

BASiC基本股份推出正激 DCDC 開關(guān)電源芯片BTP1521xx，該芯片集成上電軟啟動功能、過溫保護功能，輸出功率可達6W。芯片工作頻率通過OSC 腳設(shè)定，最高工作頻率可達1.5MHz，非常適合給隔離驅(qū)動芯片副邊電源供電。

最終結(jié)論：基本股份BASiC-BMF160R12RA3 國產(chǎn)SiC碳化硅模塊在 50kW 高頻應用中可替代進口IGBT模塊富士 2MBI300HJ-120-50，綜合損耗降低 64%，效率提升顯著。

審核編輯 黃宇