基于BASIC Semiconductor基本半導體股份有限公司 碳化硅SiC MOSFET的高效熱泵與商用空調系統(tǒng)解決方案

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傾佳電子（Changer Tech）-專業(yè)汽車連接器及功率半導體(SiC碳化硅MOSFET單管，SiC碳化硅MOSFET模塊，碳化硅SiC-MOSFET驅動芯片，SiC功率模塊驅動板，驅動IC)分銷商，聚焦新能源、交通電動化、數字化轉型三大方向，致力于服務中國工業(yè)電源，電力電子裝備及新能源汽車產業(yè)鏈。

傾佳電子楊茜致力于推動國產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)自主可控和產業(yè)升級！

傾佳電子楊茜跟住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：

傾佳電子楊茜跟住SiC碳化硅MOSFET模塊全面取代IGBT模塊和IPM模塊的必然趨勢！

傾佳電子楊茜跟住SiC碳化硅MOSFET單管全面取代IGBT單管和高壓平面硅MOSFET的必然趨勢！

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

一、行業(yè)挑戰(zhàn)與SiC技術優(yōu)勢

商用空調與熱泵系統(tǒng)正朝著高效化、高頻化和小型化方向發(fā)展，傳統(tǒng)IGBT器件因開關損耗高、熱管理壓力大等問題逐漸成為系統(tǒng)瓶頸。碳化硅（SiC）MOSFET憑借其寬禁帶特性，在高溫工況下仍能保持優(yōu)異的電氣性能：

開關損耗降低40%：1200V SiC MOSFET的開關頻率可達IGBT的3倍以上，顯著提升系統(tǒng)功率密度；

耐高溫能力：SiC器件結溫可達175℃，支持在80℃散熱器溫度下長期穩(wěn)定運行；

系統(tǒng)效率提升：在11kW輸出時，SiC方案整機效率達97.73%，較IGBT方案（97.01%）提升0.72個百分點。

二、核心器件選型與技術分析

1. 主功率模塊：BMS065MR12EP2CA2

關鍵參數：1200V/25A，RDS(on)65mΩ（@VGS=18V）；

封裝創(chuàng)新：采用Pcore?12封裝，集成三相PFC+逆變功能，內置NTC熱敏電阻，支持實時溫度監(jiān)控；

實測表現(xiàn)：在11kW輸出時，模塊總損耗僅249.47W（整流+逆變），最高結溫134.89℃，顯著優(yōu)于IGBT模塊（總損耗329.09W，結溫126.99℃）。

2. 分立器件：B3M040120Z（第三代SiC MOSFET）

FOM優(yōu)化：較第二代產品（3600mΩ·nC）降低5.6%，動態(tài)損耗減少18%；

高溫穩(wěn)定性：RDS(on)在175℃時僅上升至常溫值的1.3倍，優(yōu)于溝槽柵競品（如IMZA120R040M1H，高溫RDS(on)上升1.6倍）；

雙脈沖測試：在800V/40A條件下，總損耗826μJ，較C3M0040120K（861μJ）降低4%。

三、驅動與電源解決方案

1. 驅動方案：BTD5350MCWR+隔離變壓器TR-P15DS23-EE13

米勒鉗位功能：通過低阻抗路徑快速泄放門極電荷，實測中可將下管VGS峰值從7.3V抑制至2V，徹底避免SiC MOSFET誤開通風險；

集成化設計：驅動板BSRD-2423-ES01支持雙通道10A峰值電流輸出，兼容24V/5V輸入，簡化系統(tǒng)布局。

2. 輔助電源：反激控制芯片+SiC MOSFET B2M600170H

高可靠性設計：采用1700V SiC MOSFET作為原邊開關管，耐壓裕量充足，支持150W輸出功率；

頻率可編程：工作頻率最高500kHz，搭配EE13鐵氧體變壓器，實現(xiàn)92%以上轉換效率。

四、仿真與實測性能對比

指標BMS065MR12EP2CA2（SiC）FP35R12N2T7_B67（IGBT）優(yōu)勢對比

11kW總損耗 249.47W 329.09W 降低24%

熱設計更寬松

系統(tǒng)效率97.73% 97.01% 提升0.72

開關頻率（逆變側）40kHz 20kHz 翻倍

五、方案推薦理由

全鏈路效率提升：從PFC整流到三相逆變，SiC方案整體損耗降低20%以上，助力系統(tǒng)能效突破98%；

高頻化與小型化：支持40kHz高頻開關，磁性元件體積減少50%，適用于緊湊型商用空調熱泵設計；

高可靠性保障：內置NTC溫度監(jiān)控、米勒鉗位功能及軟啟動機制，確保系統(tǒng)在-40~125℃環(huán)境下穩(wěn)定運行；

成本效益優(yōu)化：盡管SiC器件初期成本已經與進口IGBT模塊相當，系統(tǒng)壽命周期內節(jié)省的能耗與維護費用更有優(yōu)勢。

六、快速實現(xiàn)商空熱泵產品升級，搶占高效節(jié)能市場先機

基本股份BASIC Semiconductor的SiC MOSFET解決方案通過器件創(chuàng)新（如Pcore?封裝、第三代平面柵工藝）與系統(tǒng)級設計（驅動、電源配套），為商用空調和熱泵提供了高效、可靠的電力電子核心。其仿真與實測數據表明，該方案在效率、熱管理和頻率性能上全面超越傳統(tǒng)IGBT方案，是下一代綠色節(jié)能系統(tǒng)的理想選擇。

推薦場景：

高功率密度商用變頻空調

低溫熱泵供暖系統(tǒng)

工業(yè)級高頻逆變器

光伏儲能一體化設備

通過采用此方案，客戶可快速實現(xiàn)產品升級，搶占高效節(jié)能市場先機。

審核編輯 黃宇