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1700V SiC MOSFET器件的产品介绍及应用解析

2025-11-07 16:28:41

碳化硅器件的高频特性、耐高压和耐高温性能,能够显著提高效率和功率密度,降低应用端的成本、体积和重量。随着碳化硅技术在电力电子领域的快速发展,1700V SiC MOSFET器件为中压大功率转换领域提供了强有力的技术支持。凭借其高功率密度、高可靠性和多样化选择,该系列产品在射频器件-新能源汽车-光伏发电-智能电网-轨道交通等多个行业中发挥重要作用,助力我国新能源和电力电子产业的持续升级。

一、1700V SiC MOSFET的发展需求

1700V SiC MOSFET 的需求并非凭空产生,而是由系统级应用的发展趋势和技术本身的进步共同驱动的。

1系统电压等级提升的需求:

光伏/储能:为了降低传输损耗和系统成本,光伏逆变器和储能变流器的直流母线电压正在从传统的1000V-1100V提升至1500V。这要求功率器件必须拥有更高的耐压等级(通常为直流母线电压的1.2-1.3倍以上),1700V成为理想选择。

轨道交通:地铁、轻轨等车辆的辅助变流器、牵引变流器通常工作在DC 1500VAC 1150V的电网下,同样需要1700V甚至更高耐压的器件。

工业驱动:在大型工业电机驱动、中压变频器中,为了直接驱动更高电压的电机或减少变压器使用,对1700V-3300V的中压功率器件需求日益增长。

2对更高效率和功率密度的不懈追求:

与传统的1700V硅基IGBT相比,SiC MOSFET具有更低的开关损耗和导通损耗。这使得系统可以在更高的开关频率下工作,从而显著减小无源元件(如电感、电容、变压器)的体积和重量,最终实现更高的系统效率、功率密度和更低的系统总成本

3对系统可靠性的更高要求:

SiC材料具有更高的热导率和临界击穿电场,使得1700V SiC MOSFET能够在更高的结温下工作(通常可达175°C甚至更高),并拥有更强的短路耐受能力和更稳健的开关特性,这对于要求长寿命、高可靠性的工业、能源和交通应用至关重要。

二、1700V SiC MOSFET 的应用领域及应用优势

三、1700V SiC MOSFET 的产品介绍

1700VSiCMOSFET分插件式和贴片式两种封装。

11700V1A的产品:采用TO220F封装,驱动电压12V.

1700V1A(内阻10000毫欧)的产品封装与参数表

21700V5A的产品:采用TO247-3TO263-7封装,驱动电压12V.




1700V5A(内阻750毫欧)的产品封装与参数表

31700V40A的产品:采用TO247-3封装,驱动电压18V.

1700V40A(内阻72毫欧)的产品封装与参数表

41700V100A的产品:采用TO247-3TO247-4LTO247-4i(内绝缘)封装,驱动电压18V.




1700V100A(内阻25毫欧)的产品封装与参数表

1700V100A(内绝缘)的产品封装

51700V120A的产品:采用TO247-4L封装,驱动电压15V兼容18V.

1700V120A(内阻14毫欧)的产品封装与参数表

四、市场中应用1700V SiC MOSFET 的应用案例介绍

目前,1700V SiC MOSFET已从技术验证阶段逐步进入规模化商用阶段。

1光伏逆变器领域(最典型的案例)

    • 头部逆变器厂商:阳光电源、华为、上能电气、特变电工等,都已在其1500V光伏逆变器产品中导入或正在测试1700V SiC MOSFET方案。例如,阳光电源在其某些型号的组串式逆变器中采用SiC技术,实现了高达99%以上的转换效率和更小的体积。
    • 技术路径:主要用于逆变器的DC-DC升压电路和DC-AC逆变桥。相比硅IGBT方案,开关频率可以从约20kHz提升至50kHz甚至更高,电感体积和损耗大幅降低。

    2、轨道交通领域

    • 国际巨头: ABB、阿尔斯通、西门子等公司已在下一代轨道交通牵引系统中积极布局SiC技术。例如,ABB已推出采用SiC器件的牵引变流器,宣称可节能20%并减重60%
    • 国内进展:中车集团等国内厂商也在积极研发基于1700V及更高电压SiC MOSFET的牵引系统,并在部分地铁线路上进行试验和示范运行。

3.电动汽车超充桩

    • 充电模块: 特斯拉V3/V4超充桩、华为HiCharger、以及众多第三方充电桩厂商480kW及更大功率的充电模块,其核心功率器件就是1700V SiC MOSFET。它使得单个充电模块的功率密度得以大幅提升,从而在有限的柜体空间内实现更大的输出功率。

4.工业电源

    • 高端UPS维谛技术、伊顿、施耐德等在其大功率模块化UPS中,采用1700V SiC MOSFET来提升整机效率和功率密度,降低对机房的散热要求。

五、SiC MOSFET 的发展趋势总结

1电压等级向上与向下双向延伸:

    • 向上(高压化):1700V基础上,3300V6500V乃至10kV以上SiC MOSFET正在快速发展,将全面进军轨道交通、智能电网、重型工业等超高压领域。
    • 向下(优化与普及):1200V650V器件将通过技术迭代(如沟槽栅结构)进一步降低成本、提升性能和可靠性,巩固在新能源车主驱、车载充电机、服务器电源等市场的优势。

2、技术持续迭代:沟槽结构成为主流

    • 早期的平面栅SiC MOSFET正在被性能更优的沟槽栅结构所取代。沟槽结构能有效减小元胞尺寸,降低导通电阻和栅极电荷,实现更低的FOM,是未来技术竞争的焦点。

3、成本下降与产业链成熟:

    • 随着衬底尺寸从6英寸向8英寸过渡,以及外延、制造、封装各环节的良率提升和规模化效应,SiC器件的成本将持续下降,性价比优势愈发明显,渗透率将加速提升。

    4.模块化与集成化:

    • 为了满足大功率应用需求,将1700V SiC MOSFET芯片封装成半桥、全桥、PIM等模块是必然趋势。同时,将驱动、保护、传感等功能与芯片集成的智能功率模块也将是发展方向。

5、应用场景持续拓宽:

    • 从光伏、电动汽车,到数据中心、5G基站电源、医疗设备、航空航天等,几乎所有对效率、功率密度和温度有要求的领域,都将成为SiC MOSFET的用武之地。

总结与建议

1700V SiC MOSFET正成为高压高功率场景的核心器件,其应用从新能源扩展至工业与交通领域。选型需兼顾电压裕量、动态性能及可靠性认证,设计需优化驱动与散热方案。未来3-5年,随着国产技术突破与成本下降,1700V SiC MOSFET将加速替代传统硅基方案。

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作者: 深圳市亿伟世科技有限公司
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碳化硅器件的高频特性、耐高压和耐高温性能,能够显著提高效率和功率密度,降低应用端的成本、体积和重量。随着碳化硅技术在电力电子领域的快速发展,1700V SiC
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