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[资讯] 热泵与空调全面跨入SiC碳化硅功率半导体时代:能效革命与产业升级

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发表于 13 小时前 | 显示全部楼层 |阅读模式

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热泵与空调全面跨入SiC碳化硅功率半导体时代:能效革命与产业升级在“双碳”目标的驱动下,商用空调和热泵行业正经历一场静默却深刻的技术革命。碳化硅(SiC)功率半导体凭借其卓越的物理特性,正逐步取代传统IGBT,成为高效节能解决方案的核心引擎。这场变革不仅意味着能效的跃升,更将重塑产业竞争格局。
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倾佳电子(Changer Tech)-专业汽车连接器及功率半导体(SiC碳化硅MOSFET单管,SiC碳化硅MOSFET模块,碳化硅SiC-MOSFET驱动芯片,SiC功率模块驱动板,驱动IC)分销商,聚焦新能源、交通电动化、数字化转型三大方向,致力于服务中国工业电源,电力电子装备及新能源汽车产业链。
倾佳电子杨茜致力于推动国产SiC碳化硅模块在电力电子应用中全面取代进口IGBT模块,助力电力电子行业自主可控和产业升级!
倾佳电子杨茜跟住SiC碳化硅MOSFET功率器件三个必然,勇立功率半导体器件变革潮头:
倾佳电子杨茜跟住SiC碳化硅MOSFET模块全面取代IGBT模块和IPM模块的必然趋势!
倾佳电子杨茜跟住SiC碳化硅MOSFET单管全面取代IGBT单管和高压平面硅MOSFET的必然趋势!
倾佳电子杨茜跟住650V SiC碳化硅MOSFET单管全面取代SJ超结MOSFET和高压GaN 器件的必然趋势!

一、 SiC vs IGBT:性能的全面碾压基本半导体发布的仿真数据揭示了SiC MOSFET的压倒性优势。在典型商用空调11kW工况下(散热器温度80℃):
SiC模块(BMS065MR12EP2CA2):总损耗249.47W,整机效率高达97.73%
IGBT模块(英飞凌FP35R12N2T7):总损耗329.09W,效率仅97.01%
随着功率增加,差距进一步拉大:在1kW输出时,SiC效率领先3.59%;而在11kW时仍保持0.72%的优势——这对常年运行的设备意味着巨额电费节省。
核心优势解析
高频低损:SiC开关频率可达IGBT的2倍以上(40kHz vs 20kHz),减小电感电容体积,提升功率密度。
高温耐受:SiC结温耐受达175℃,高温下导通电阻(Rds(on))增幅更缓(仅1.3倍),而IGBT模块在8kW时部分芯片结温已突破112℃。
系统精简:取消续流二极管,简化拓扑结构。

二、 国产SiC解决方案的突破性进展基本半导体等中国企业正加速打破国际垄断,其产品性能已比肩一线品牌:
模块化集成
Pcore™12封装三相全集成模块(如BMS065MR12EP2CA2)将PFC与逆变整合,内置NTC热敏电阻,专为热泵和空调优化设计。
分立器件迭代
第三代1200V/40mΩ MOSFET(B3M040120Z)实现关键突破:
FOM值(Rds(on)×Qg)降低18%,开关损耗比二代降低4.7%,比国际竞品低30%。
体二极管反向恢复电荷(Qrr)仅0.28nC(25℃),与英飞凌等相当。
驱动生态完善
配套推出首款双通道SiC专用驱动芯片BTD25350xx,集成米勒钳位功能,彻底解决桥臂串扰问题。实测显示,启用钳位功能后,下管门极电压波动从7.3V降至0V,杜绝误开通风险。

三、 系统级方案重构产业链SiC普及需全链路协同创新,中国企业已构建完整生态:
驱动板集成方案(BSRD-2423-ES01)
集成自研隔离电源芯片BTP1521F(输出6W)、双通道变压器TR-P15DS23-EE13及驱动IC,实现“即插即用”。
辅助电源革新
1700V SiC MOSFET(B2M600170R)搭配反激控制器BTP284xx,使辅助电源功率达150W,耐压能力提升3倍。
热管理设计简化
SiC模块采用Si₃N₄陶瓷覆铜基板,热阻降低50%,散热器体积可缩减30%。

四、 产业影响与未来展望据行业测算,商用空调全面采用SiC后:
整机能效平均提升3%-5%,热泵制热季节性能效(HSPF)可突破5.0;
系统体积缩小40%,满足小型化与静音化需求;
全生命周期碳排量下降15%-20%。
随着基本半导体等企业第三代SiC芯片量产,成本正以每年较快的速度下降。预计到2027年,SiC在热泵/空调领域的渗透率将超50%,彻底终结IGBT时代。
结语:这场由SiC驱动的能效革命,不仅关乎企业降本增效,更是中国制造向高端跃迁的缩影。当“双碳”目标遇上国产半导体崛起,热泵与空调产业的绿色智能未来已清晰可见。


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