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深圳京柏微科技有限公司
维安代理商|维安车规碳化硅肖特基在车载OBC上新应用—新能源车载领域“得力干将”
碳化硅材料(SiC)有着击穿场强高、禁带宽度大、饱和电子漂移速度大、熔点和热导率高的优点，其电学和物理特性决定了SiC半导体器件有着高耐压、低漏电、高结温、高可靠性的优点，十分适合用在汽车、工控、航天等领域。
碳化硅肖特基(SiC SBD)二极管是以碳化硅为材料设计制作的肖特基二极管，与硅器件相比，拥有更佳的开关性能和更高的可靠性。SiC二极管没有反向恢复电流，开关性能与温度无关，并且有着极佳的热性能、极高的功率密度，带来了系统尺寸的减小和成本的降低，使SiC成为越来越多高性能汽车应用的最优选择。
在新能源汽车中，SiC二极管在车载充电机（OBC）已经得到了广泛应用。OBC和地面直流快充桩功能类似，都是将电网中的交流电转换成直流电，然后给汽车的电池组充电。
OBC典型的线路结构是由前级功率因数校正（PFC）和后端DC/DC转换电路组成。针对单向OBC，这种功能由于只提供从电网到汽车的输电。整个功能块中不管是前端还是后端，都会用到碳化硅二极管（D1-D6），共6个，其在电路中的作用如下：
1、输入端PFC电路中，SiC二极管作为升压和整流二极管应用；
2、输出端DC-DC次级侧电路中，SiC二极管作为高频整流应用。
图1：OBC单相拓扑功能块
OBC单元会根据整个电池的健康状态和电荷状态，改变电压和电流。随着现在 OBC从单相220V到三相380V的发展来看，DC/DC次级器件的电压会有所升高，会从目前的650V二极管转变成1200V。
图2：车载OBC
维安车规SiC二极管从原材料指定、芯片设计以及封装要求进行了整体优化。
在原材料选择上锁定世界一流大厂，且对衬底缺陷有着严格的要求和监控。在设计理念上器件更注重大浪涌，高耐压和低漏电。浪涌水平比同行业高20%，击穿耐压高工控产品50V以上。漏电上限是国外一线大厂的1/2。器件的高耐压、高浪涌、低漏电特性决定了器件可以适应严苛的应用。
在封装的设计上，焊料的选择、打线材料的选择以及塑封料的选择，均做了特殊的设计。在产品的在线管控上，配合芯片设计做出漏电和耐压测试规范的优化，比如：650V系列产品VB下限值高于800V，1200V系列产品VB下限值高于1350V，且两类产品的漏电进行了加严管控，以1200V 10A为例的漏电缩小到3μA ，其漏电Max远远优于国际一流厂商。且车规产品引入芯片级在线100%老化，会在芯片级测试时候，其VF方向加一个额定电流，对器件进行老化，其之后再进行击穿电压和漏电测试，以便有效剔除有缺陷的芯片。
在封装后，成品测试添加100% 100℃高温测试，并全部进行100%反向浪涌测试筛选和电镀前回流焊筛选，以及出货前TC筛选，以便提升器件的稳定性和可靠性，使其可以在汽车上恶劣的工作环境下保持稳定。
器件按照车规级可靠性进行评估验证，车载系列产品已经转为量产。
表1：维安可靠性评估情况表
维安车规碳化硅肖特基产品已经完成系列化，产品涉及650V、1200V、1700V、等多个电压档位；封装涉及TO247-3、TO247-2等封装形式。
表2：维安车规碳化硅肖特基二极管主推列表
值得一提的是，维安在第三代半导体市场积极进行开拓，已经为国内外新能源汽车客户供应过SiC肖特基产品。同时，维安SiC肖特基持续优化迭代，公司着眼于快速增长的第三代半导体市场，依托国家级技术创新平台，吸纳整合产业链各环节上的优势企业。加强前端芯片设计企业与后端代工、封装的全面协作，确保从设计到封装的高质量发展。
维安车规碳化硅肖特基1200VWSRSIC020120NPM
SiC Schottky Diode
1.Part No.：WSRSIC020120NPM
2.VRRM(V)：1200
3.IF(A)：20
4.IFSM(A)：140
5.VF(V) typ.：1.45
6.IR(μA)typ.：10
7.Package：TO-263-2L
维安车规碳化硅肖特基型号选型：
| Part No. | VRRM(V) | IF(A) | IFSM(A) | VF(V) typ. | IR(μA)typ. | Package | Data sheet |
|---|
| WSRSIC020120NPM | 1200 | 20 | 140 | 1.45 | 10 | TO-263-2L |  |
| WSRSIC015120NPM | 1200 | 15 | 120 | 1.45 | 8 | TO-263-2L | |
| WSRSIC010120NPM | 1200 | 10 | 95 | 1.45 | 5 | TO-263-2L | |
| WSRSIC020065NPM | 650 | 20 | 170 | 1.43 | 2 | TO-263-2L | |
| WSRSIC010065NPM | 650 | 10 | 105 | 1.43 | 1.5 | TO-263-2L | |
| WSRSIC010120NNI | 1200 | 10 | 100 | 1.45 | 1 | TO-220ISO-2L | |
| WSRSIC002120NPO | 1200 | 2 | 16 | 1.45 | 1 | TO-252-2L | |
| WSRSIC020120NP4 | 1200 | 20 | 160 | 1.45 | 10 | TO247-2L | |
| WSRSIC040120NP8 | 1200 | 40(20*2) | 320（160*2） | 1.45 | 10 | TO247-3L | |
| WSRSIC030120NP8 | 1200 | 30（15*2） | 270（135*2） | 1.45 | 8 | TO247-3L | |
| WSRSIC020120NP8 | 1200 | 20（10*2） | 200（100*2） | 1.45 | 5 | TO247-3L | |
| WSRSIC008065NPD | 650 | 8 | 50 | 1.43 | 1.2 | DFN5*6 | |
| WSRSIC006065NPD | 650 | 6 | 40 | 1.43 | 1 | DFN5*6 | |
| WSRSIC010065NNI | 650 | 10 | 70 | 1.43 | 1.5 | TO-220ISO-2L | |
| WSRSIC008065NNI | 650 | 8 | 50 | 1.43 | 1.2 | TO-220ISO-2L | |
| WSRSIC006065NNI | 650 | 6 | 40 | 1.43 | 1 | TO-220ISO-2L | |
| WSRSIC010065NPF | 650 | 10 | 70 | 1.43 | 1.5 | TO-220F-2L | |
| WSRSIC008065NPF | 650 | 8 | 50 | 1.43 | 1.2 | TO-220F-2L | |
| WSRSIC006065NPF | 650 | 6 | 40 | 1.43 | 1 | TO-220F-2L | |
| WSRSIC004065NPF | 650 | 4 | 30 | 1.43 | 0.8 | TO-220F-2L | |
| WSRSIC010120NP4 | 1200 | 10 | 100 | 1.45 | 5 | TO247-2L | |
| WSRSIC020065NPO | 650 | 20 | 170 | 1.43 | 2 | TO-252-2L | |
| WSRSIC004065NPO | 650 | 4 | 30 | 1.43 | 0.8 | TO-252-2L | |
| WSRSIC010065NPC | 650 | 10 | 70 | 1.43 | 1.5 | TO-220-2L | |
| WSRSIC008065NPC | 650 | 8 | 50 | 1.43 | 1.2 | TO-220-2L | |
| WSRSIC006065NPC | 650 | 6 | 40 | 1.43 | 1 | TO-220-2L | |
| WSRSIC004065NPC | 650 | 4 | 30 | 1.43 | 0.8 | TO-220-2L | |
