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[参考译文] TIDM-02002:C3M0030090K SiC MOSFET 中的功率损耗

Guru**** 1785650 points
Other Parts Discussed in Thread: TIDM-02002, TIDM-02008
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/957569/tidm-02002-power-losses-in-the-c3m0030090k-sic-mosfet

器件型号:TIDM-02002
主题中讨论的其他器件: TIDM-02008

好的、希望大家身体健康。

我需要知道 C3M0030090K SiC MOSFET 中的功率损耗
用于[TIDM-02002]直流/直流转换器上的全桥初级侧和次级侧

我使用[TIDM-02008]作为 PFC 级380V 直流输出@ 3.3kW。

我的查询:
1-初级和次级的 C3M0030090K SiC MOSFET 中的功率损耗。


2 -是否可以使用

C3M0065100K (N 通道、1000V、35A、RDS ON (65m Ω)、113.5W) 代替  

C3M0030090K (N 通道、900V、63A、RDS ON (30m Ω)、149W)?

如果可能、C3M0065100K SiC MOSFET 中的功率损耗是多少?  

提前感谢
此致、
Abdalla Saad

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    Abdalla、  

    让我将此主题与 Wolfspeed 团队联系、以获得有关这些拓扑的最佳建议。 因为我不是 SiC 的专家。

    由于 CLLLC 在此设计上是完全软开关、因此我们的估算结果如下所示、纯粹是导通损耗/   

    V2 = 300V           →  Ipri = 22安培 RMS→Pcond = 22^2 * 0.065 = 31.46,在给定时间2个开关导通

    因此,PCOND_SEC_TOTAL = 31.46*2 = 62.92

    因此、所有开关的总损耗为 87.498W

    -Manish

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    您好、Abdalla、

    我是 Wolfspeed 团队的一员。  感谢您提出这个问题、并考虑让我们的 SiC MOSFET 为您的设计提供帮助。  我想告诉大家、我正在研究您的问题、我将在第二天或第二天给您提供更详细的答案。  您是否同时了解了我们的 SpeedFit 设计仿真器(https://www.wolfspeed.com/speedfit)?  它可以帮助您在设计早期快速评估不同的拓扑、器件和冷却要求。  

    感谢您的耐心等待。

    -Adam

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    Manish、

    感谢您的回答。

    以清晰地显示
    参数的参数
    VSEC = 300V
    Ipri = 6.6KW / 300V = 22安培 RMS
    我们得到了
    的导通损耗
    次要:
    PCOND_SEC_TOTAL = 31.46*2 = 62.92W
    总计:
    所有开关上的总损耗= 87.498W


    您如何计算 PCOND_PRINM_TOTAL = 24.578W?
    请注意、VPRIM =380V @ 3.3kW [TIDM-02008]
    如果 ON [TIDM-02002]直流/直流转换器的输出功率降至=3.3kw

    根据测试结果(设计指南:TIDM-02002、3.2.3 @第71页)

    VPRIM =378.08V
    VSEC =280.06V
    PoUT = 3304.4W

    导通损耗   
    VSEC = 280.06V
    Ipri = 3304.4W / 280.06V = 11.79安培 RMS
    PCOND = 11.79^2 * 0.065 = 9.03W
    PCOND_SEC_TOTAL = 9.03*2 = 18.07W

    (如果我有误解、请告知)


    提前感谢
    Abdalla、

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    您好、Abdalla、

    再次感谢您的耐心等待。  我使用 SpeedFit 仿真器(https://www.wolfspeed.com/speedfit)来分析您的设计。  此工具允许您快速比较所需的替代器件。   

    根据您的工作点(380V IN、280V 3.3kW OUT、500kHz Fres)、您考虑的替代部件仍应根据您系统的热设计(RCS、RSA 和 TAmbient)而起作用。  由于 Rdson 较高、因此其导通损耗比原始器件高。   下面的文件显示了您所询问的30m Ω 900V 器件和65m Ω 1000V 器件之间的 SpeedFit 比较。   

    /cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/171/3.3kW-CLLC-SpeedFit.pdf

    如果您的应用不需要超过400V 的电压、您还可以考虑使用650V 器件、例如 C3M0060065K (60m Ω 650V)。  由于额定电压较低、该器件将提供更高的效率。  下面的文件显示了30m Ω 900V 器件和该器件之间的 SpeedFit 比较。   

    /cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/171/3.3kW-CLLC-SpeedFit-650V-part.pdf

    如果您有任何其他问题、请告诉我。   

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    尊敬的 Adam:
    感谢您的回答

    我知道您用于获得这些结果的热参数(RCS、RSA 和 TAmbient)吗?

    如果我并行使用两个[TIDM-02008]来获取380V@6.6kW
    对于这些新的工作点(380V IN、280V 6.6kW OUT、500kHz Fres)
    RTH、ch = 3.73°C/W
    RTH、ha =1.2°C/W

    您建议的合适替代器件是什么?

    C3M0030090K
    C3M0060065K
    C3M0065100K

    祝你度过美好的一天!
    此致、
    Abdalla Saad

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    您好、Abdalla、

    我使用了50C 固定底板温度和0.5C/W RCH、这对应于高性能润滑脂。  诚然、这是一个非常积极的冷却系统、但为了相对比较零件、这是足够的。  使用您提供的数字、您最好选择将2个器件并联。  我想问一下外壳至散热器接口使用的是什么、即使对于隔离焊盘、该接头的热阻也似乎很高。   

    谢谢、

    Adam

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    尊敬的 Adam:
    感谢您的回答

    对于散热器:
    Alpha Company Ltd 的30mm×30mm×25mm 推针散热器部件号[UBM30-25bp-1P08]、采用600LFM 强制空气冷却。
    散热器热阻为(Rθhs)约1.2°C/W

    对于 TIM:
    GR-45A GAP 填充焊盘部件号[GR-45A-E0-100-BL- 30x30 mm]从 Fujipoly 开始、在一个表面上放置 PET 薄膜以促进电气隔离、使用此 TIM 以及推针散热器。
    TIM 热阻约为(RθTIM) 3.2°C/W

    我可以向您发送电子邮件以获得进一步支持吗?
    此致、
    Abdalla Saad

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    Abdalla、

    您可以根据需要与 Adam 脱机进行对话、我不建议在此处的主题中发布直接电子邮件 ID。

    问题得到解决后、我将关闭此主题。

    -Manish  

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    Manish、

    好的、我理解。
    我正在等待 Adam 的反馈。

    感谢您的理解
    祝你度过美好的一天!
    此致、
    Abdalla Saad