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。