SiC MOSFET提升UPS的运作效率

UPS为基础设施提供稳定的电源

不间断电源（UPS）系统广泛用于保护电信、数据中心、医院、工业设施等众多应用，为这些系统中的关键组件提供电源，除了当电网短期停电时可做为替补电源之外，UPS系统还通过提供电源过滤功能，来确保可靠的电压供应。

UPS系统通常有离线和在线这两种主要配置，离线系统与主电源线并联，并为主线提供支持。不同的是，在线系统位于主电源线，可以提供更好的性能和电能质量，这在更高功率或更严苛的应用中很常见。

电信、数据中心、医院等基础设施需要以尽可能低的成本实现高效与可靠的电力，UPS系统更在其中扮演重要的角色，与传统基于硅的功率器件和其他选择方案相比，采用基于SiC的技术来设计UPS系统，将可极大提升这些基础设施运作的能源效率。

最近UPS功率级中采用了SiC晶体管，效率显著提高到98%以上，如此高的效率，应归功于采用SiC这类的宽能隙（WBG）半导体，与MOSFET和IGBT等传统硅基器件相比，宽能隙半导体可以在更高的温度、频率和电压下工作。采用基于SiC的UPS还具有更好的散热性，因此可以在更高的温度下工作，采用SiC器件的UPS将更小、更轻、更高效。

提供完整的SiC功率半导体解决方案

安森美在电源管理和转换方面长期拥有专业知识并具有领先地位，可帮助全球客户以尖端技术开发UPS系统，最大限度地提高负载的电能质量和可靠性，同时降低拥有成本。安森美拥有SiC、SiC/Si混合和IGBT模块技术，并广泛提供先进的分立SiC MOSFET、IGBT和中压SJ MOSFET，以及多功能栅极驱动器、功率转换、传感和保护IC系列，可帮助满足低、中和高功率UPS设计的各种要求。

安森美运用SiC技术开发了包含SiC MOSFET与SiC二极管的SiC模块，以及SiC MOSFET与SiC驱动器。安森美的SiC MOSFET具备快速且坚固耐用的特性，其介电击穿场强提高10倍，电子饱和速度提高2倍，能隙提高3倍，热导率提高3倍。所有的安森美SiC MOSFET都包括符合AEC-Q101和PPAP的选项，专门为汽车和工业应用设计和认证，其系统优势包括通过降低功率损耗实现最高效率、更高的功率密度、更高的工作频率、更高的工作温度、降低的EMI，以及最重要的是降低系统尺寸和成本。

安森美的高性能GaN、IGBT、MOSFET、电流隔离、光隔离和SiC MOSFET驱动器，非常适合高功率应用，这些驱动器专为高系统效率、高可靠性、短传播延迟等而设计，这些栅极驱动器的理想性能特性，使其能够满足汽车、工业、云电源和计算应用的要求，以下将为您介绍安森美的SiC相关解决方案。

提高效率或功率密度的SiC模块

安森美推出的NXH006P120MNF2 SiC模块是一个半桥或2件装SiC模块，带有2个6 mΩ的1200V SiC MOSFET开关，和一个F2封装的热敏电阻。SiC MOSFET开关使用强大的M1平面技术，并由18V-20V栅极驱动器驱动，通过平面技术和更低的芯片热阻来提高可靠性，以20V运行以降低损耗，若以18V运行则可与其他模块兼容。NXH006P120MNF2 SiC模块可应用于直流-交流转换、直流-直流转换、交流-直流转换，常见的最终产品包括UPS、储能系统、电动汽车充电站与太阳能逆变器。

另一款NXH010P120MNF1 SiC模块是2件装半桥拓扑，在F1模块中包含一个10 mΩ的1200V SiC MOSFET半桥和一个NTC热敏电阻。NXH010P120MNF1 SiC模块推荐的栅极电压为18V - 20V，具有低热阻特性，拥有导热界面材料（Thermal Interface Material, TIM）或无TIM选项，可在更高电压下改善R_DS(ON)，提高效率或提高功率密度，是具有高可靠性导热界面的灵活解决方案，可应用于交流-直流转换、直流-交流转换、直流-直流转换，最终产品包括电动车充电器、储能系统、三相太阳能逆变器与UPS。

易于安装与更高输出功率的集成模块

安森美的NXH400N100H4Q2 SiC混合模块是一种功率集成模块（PIM），包含一个I型NPC级，其中包含用于中性点箝位的100 A、1200 V SiC二极管，用于外部IGBT的400 A、1000 V IGBT，以及用于外部IGBT的400 A、1000 V IGBT内部IGBT，还包括一个板载热敏电阻。NXH400N100H4Q2 SiC混合模块具有低热阻基板模块、焊接和压配选项，以及1000V低VCE(SAT) IGBT和1200V SiC二极管优化组合，可用于直流-交流转换，具有易于模块安装与更高的输出功率，可灵活支持不同的制造工艺，在正常和无功功率条件下，具有出色的效率和热损耗，是输出功率高于1200V IGBT解决方案，可应用于1500V系统直流-交流转换，最终产品为1500V分布式公用事业太阳能逆变器与1500V储能系统。

NXH300B100H4Q2 Si/SiC混合模块是一款三通道飞跨电容升压模块，每个通道包含两个1000 V、100 A IGBT、两个1200 V、30 A SiC二极管，以及两个1600 V、30 A旁路二极管，该模块还包含一个NTC热敏电阻，其具有低热阻基板模块与焊接和压配选项，支持1000V低VCE(SAT)快速开关IGBT，以及1200V SiC二极管优化组合，可用于飞跨电容升压级，具有易于模块安装与更高的输出功率，可灵活支持不同的制造工艺，拥有出色的效率和热损失，是输出功率高于1200V IGBT解决方案。NXH300B100H4Q2 Si/SiC混合模块可应用于MPPT升压阶段，最终产品包括1500V分布式公用事业规模太阳能逆变器与储能系统。

安森美的NXH200T120H3Q2 Si/SiC混合模块也是一款PIM，包含一个分体式T型中性点箝位三电平逆变器，由两个200A/1200V带反向二极管的半桥IGBT、两个中性点100A/650V SiC二极管、两个150A/带有反向二极管的650V中性点IGBT、两个半桥150A/1200V整流器，以及一个负温度系数热敏电阻（NTC）。NXH200T120H3Q2 Si/SiC混合模块具有低VCE(SAT)快速开关IGBT，在中性点与SiC二极管相结合，以及低热阻底板与焊脚，具有最高水平的功率密度和效率，短期高功率条件下的高稳健性，无需压装工具即可安装，可应用于直流-交流级，最终产品包括太阳能逆变器、UPS与储能系统。

NXH80T120L2Q0是一款PIM，包含一个T型中性点箝位（NPC）三电平逆变器，由两个80 A/1200 V半桥IGBT，以及40 A/1200 V半桥二极管和两个50 A/600 V NPC，组成带有两个50 A/600 V NPC二极管的IGBT，模块还包含一个板载热敏电阻。NXH80T120L2Q0是具有低VCE(SAT)的高速1200V和650V IGBT，带有预涂TIM和不带预涂TIM的选项，以及带有压入式引脚和焊接引脚的选项，可提高功率效率、更简单的安装过程，具有更广泛的模块安装工艺选择，可应用于太阳能逆变器、UPS逆变器，最终产品为太阳能串型逆变器。

提升开发效率的开发评估板

安森美也推出多款用于开发功率系统的开发评估板，SEC-3PH-11-OBC-EVB是一种三相车载充电器（OBC）PFC-LLC平台，可通过AEC-Q SiC功率器件和驱动器实现最先进的系统效率。该系统拥有高性能SiC MOSFET 1200 V、80 mΩ（NVHL080N120SC1）、SiC MOSFET栅极驱动器6A（NCV51705）和SiC二极管650 V、30 A（FFSB3065B-F085）。该套件采用模块化方法设计，并配备用户友好的GUI（图形用户界面），有助于评估OBC应用中的SiC器件。LLC系统由嵌入式软件以电压或电流控制模式驱动，该平台可用作三相交流／直流电源转换的学习环境。

SEC-3PH-11-OBC-EVB可用于开发交流／直流三相PFC全桥（电压源逆变器）、直流／直流LLC全桥，可执行软件FOC（磁场导向控制）、CC（恒定电压）和CV（恒定电压），输入电压为195-265 Vac，直流总线最大值为735 Vdc，输出电压为200-450 Vdc，输出电流为0-40A，采样频率最大值为400赫兹，具有经过验证的最先进的可实现效率（>95%），可促进系统评估的测试和测量，是建立三相PFC/LLC拓扑系统的专有技术，可应用于OBC、电动汽车充电、三相交流／直流转换。

另一款SECO-GDBB-EVB是栅极驱动器即插即用生态系统的基板，可用于比较不同栅极驱动器和技术（例如NCP51705、FOD8334或NCV57000）的动态性能和功能。此外，该套件有助于为最终应用选择优化的栅极电阻（Rg）。SECO-GDBB-EVB最多可容纳六个不同带有栅极驱动器的子卡，为它们提供通用PWM控制信号，并在栅极驱动器之间，提供相同的工作条件以进行可靠的比较，开关频率（10-200 kHz）和占空比可手动调节，可通过BNC连接器进行微调和扩展频率范围，电路板上有多个测试点，可用于电压和电流测量。

SECO-GDBB-EVB的输入电压为15 V ± 1 V，具有可调频率和占空比的板载PWM生成器，可用于外部PWM生成的BCN连接器，具有SiC和IGBT栅极驱动器的隔离电压（4轨+15 V/-9 V和2轨+20 V/-4 V）与精选子卡，以及各种迷你板可用于开箱即用的测试栅极驱动器，像是NCP51705SMDGEVB、SECO-NCD5700-GEVB、SECO-NCD57000-GEVB、SECO-NCP51530HB-GEVB、SECO-NCP51561BADWR2G-GEVB，可应用于不同栅极驱动器技术的比较，便于选择栅极电阻，用于工业和自动化领域。

结语

UPS系统是电信、数据中心、医院、工业设施等众多应用的重要基础设施的重要备援电源，而SiC技术则能够提升UPS的运作效率，是新世代UPS设计的最佳解决方案。安森美提供完整的SiC器件、模块解决方案，并提供便利的软硬件开发环境，将是开发UPS系统的最佳选择。