富士电机-体积缩小10%、系统损耗降71%、总损耗降20%！富士电机三大功率半导体新品助力碳中和

为助力实现1.5℃全球温控目标，富士电机以高效、小型、高可靠的IGBT与碳化硅MOSFET等为核心，专注于可再生能源和电动车(xEV)领域，提供覆盖多电压电流应用的功率半导体产品，为减排提供关键技术支撑。

上图展示了富士电机功率半导体产品与主要应用领域

针对车载市场，富士电机敏锐把握到小型及混合动力汽车电动化需求的持续增长，开发了适用于该领域的专用功率模块。

同时，在工业与新能源应用方面，也布局了相应的产品解决方案。

本文将聚焦于此，重点介绍富士电机为应对这些趋势的全新开发状况。

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随着汽车电动化和小型化趋势的加速，市场对功率模块提出更严苛的小型化和低成本要求。

本次富士电机开发的IGBT模块“M682”，适用于50-100kW输出容量范围的轻型小型汽车电机设计。

  M682优势-1  

采用Cu基板直接水冷技术的新冷却结构，显著提升散热性能，体积较同容量旧型产品缩小10%。

  M682优势-2  

在相同封装下，通过芯片尺寸与冷却器的灵活搭配，可实现50kW、75kW、100kW三种输出配置，无需对变频器柜体和基板做重大变更就可改变变频器输出，实现小型化，大幅提升该系列产品的开发效率。

为降低太阳能和风力发电等可再生能源的发电成本，电力转换装置需要更低损耗、更高电流密度的功率半导体产品。

HPnC封装额定电压2300V All-SiC模块

这款新型All-SiC模块，将额定电压2300V的SiC-MOSFET芯片安装到HPnC封装上制成，适用于大规模太阳能发电系统中用到的输入电压DC1500V的电力转换装置。

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  新型All-SiC模块亮点-1  

在结合低开关损耗的SiC、适于大容量的HPnC封装后，以往必须使用耐压1200V/1700V器件电路构成的复杂三电平电力转换电路，现在采用小型低成本的二电平电路就可实现。

   新型All-SiC模块亮点-2  

本次新开发的耐压2300V的第3代SiC器件通过漂移层薄层化、沟槽微细化等技术，实现了低导通电阻。

   新型All-SiC模块亮点-3  

将SiC-MOSFET的体二极管作为FWD，无需SBD，就可扩大芯片安装面积，提高电流密度。

近年来，为满足500kW左右的中规模太阳能发电系统，对维持电力转换装置柜体尺寸的前提下增加输出功率的需求，富士电机在不改变IGBT模块外形尺寸的前提下，将额定电流从600A提升至800A，扩展了第7代“X系列”IGBT芯片的Standard 2-Pack“M276”系列产品。

技术实现方式：

增大绝缘基板尺寸，优化焊锡材料，兼顾抑制剥离和扩大有效面积，使IGBT和FWD芯片安装区域增加35%。

此外，除太阳能PCS外，储能ESS的需求也在同步增长，考虑到两者的动作模式差异，富士电机也通过优化芯片组合，为不同应用提供最有特性配置。

展望未来，作为在能源与环境事业中努力实现可持续发展社会的企业，富士电机将继续挑战创造用于实现无碳社会的新产品和新技术，向汽车电动化、以太阳能和风力发电为代表的可再生能源、其他工业及社会基础设施等领域提供创新型关键器件，以实现能源稳定供应和高效运用，并为这些领域做贡献。