爱仕特全新三相桥碳化硅模块，为车载空调压缩机提供创新解决方案

“摘要
在2024年上海慕尼黑电子展上，爱仕特隆重推出了创新力作D21系列模块——1200V三相全桥碳化硅模块。这款模块采用紧凑型顶部散热塑封结构，以其高效能、高功率密度和优秀的散热性能，展现了碳化硅材料在高压、高频、低损耗方面的优势，为电动汽车空调压缩机、车载充电机及工业驱动系统等提供了创新解决方案，推动行业向更高效、更环保的方向迈进。


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技术变革引领车载空调压缩机发展



新能源汽车的崛起带动了空调压缩机技术的转型。传统驱动轮被取消，取而代之的是驱动电机和独立控制模块的引入。车载空调压缩机普遍采用三相永磁同步电机，这种电机体积小、重量轻、效率高，是新能源汽车的理想选择。▲电动汽车空调压缩机内部结构图

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电源转换与SiC MOSFET模块的核心作用


电源转换挑战电动汽车使用直流电池供电，而车载空调压缩机内的驱动电机需要交流电。因此，必须通过控制模块（变频器）将直流电转换为交流电，以实现电机的稳定运行。▲空调压缩机直流-交流变频器
SiC MOSFET模块的优势碳化硅功率模块在空调压缩机中的应用具有较小的反向传输电容Crss，带来较低的关断损耗Eoff，在车载空调压缩机方案中尤为突出。与传统硅基材料相比，SiC MOSFET在高电压平台下具有更低的导通和开关损耗，尤其适合800V及以上的高压应用。
D21碳化硅模块模块利用其三相全桥拓扑结构，按照一定的规律轮流加上占空比脉冲调制控制电压，将直流高压电流高效地转换为三相正弦交流电流，为电机提供平稳的电流和足够的转矩，确保电机平稳运转的同时产生足够的转矩来驱动压缩机。▲碳化硅基与硅基控制器效率对比
SiC MOSFET以其高频特性优化了空调压缩机的设计，使得外围器件得以小型化，减轻了系统重量。其卓越的高温稳定性，确保了空调压缩机在多变环境下的可靠性。特别在轻载状态下，SiC MOSFET的单极性导通特性和低反向恢复损耗显著降低了开关损耗，这一点对于频繁轻载运行的空调压缩机尤为重要。
通过采用SiC MOSFET，空调压缩机在提高轻载效率的同时，减少了能量损耗，增强了整体能效。这不仅提升了电动汽车的续航里程，还降低了运行成本，并显著提升了乘坐的舒适度。
随着电动汽车技术的不断进步，SiC MOSFET预计将在车载空调系统中扮演更加关键的角色，为行业带来更高效、更可靠的解决方案。

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爱仕特D21系列碳化硅模块的性能特点


爱仕特率先推出耐压1200V、导通电阻80mΩ、可支持30A电流的D21系列碳化硅功率模块，产品型号为：ASC30N1200D21，尺寸为42*23*6mm。▲爱仕特D21系列碳化硅功率模块
该模块内部搭载了6颗1200V/80mΩ爱仕特自研的第三代碳化硅芯片，具有开关速度快、功耗低、抗干扰能力强和高可靠性等优点。▲1200V/80mΩ D21系列碳化硅功率模块
高性能封装技术· 采用高导热性AlN陶瓷基板，内置NTC，实现高效散热
高开关速度· 碳化硅材料的高电子迁移率，提升系统响应速度和动态性能
高功率密度· 搭载第三代自研碳化硅芯片，实现小尺寸下的大电流承受能力
低寄生电感设计· 紧凑内部布局，降低功率回路中的寄生电感
高抗干扰能力· 具有开尔文源极引脚，能够进一步降低器件的开关损耗，提高模块的抗干扰能力
高温稳定性· 宽温度范围下（-55°C至175°C）的稳定运行，适应各种环境条件

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爱仕特D21系统碳化硅模块与IGBT的比较优势


提升系统能效· 在800V电压平台上，利用高频优势，D21系列模块的轻载损耗远低于传统IGBT，提升系统效率
拓宽运行边界· 强化低转速控制能力，提升压缩机的运行稳定性
助力小型化· 小尺寸的模块设计，助力空调压缩机系统实现紧凑化
适应极端工况· 高温和超低温环境下的稳定工作能力，确保电动汽车在极端气候中的性能稳定
提高制冷效率· 降低控制器和电机损耗，提升空调系统制冷效率

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关于爱仕特


爱仕特始终以研发、设计及制造碳化硅功率器件及应用方案为主，攻克“卡脖子”技术难题：掌握国内领先的碳化硅功率器件核心技术，实现芯片成本降低近15%；率先开发及量产1700V碳化硅功率模块，填补国内行业部分空白；产品型号齐全，目前已量产650V、1200V、1700V、3300V等不同电压等级的碳化硅MOSFET（57款）和功率模块（50款）；累计装车使用超300万只，为50多万台车提供配套服务。▲爱仕特碳化硅MOSFET
▲爱仕特碳化硅功率模块

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结语


爱仕特D21系列碳化硅模块的推出，不仅为电动汽车行业带来了高效、可靠的新技术选择，更推动了整个行业向着更高效、更环保的未来发展。随着电动汽车技术的不断进步，D21系列模块预计将在车载空调系统中扮演越来越重要的角色，引领行业创新潮流。