混合式SiC MOSFET+Si IGBT，如何在逆变器效率、成本、可持续性中找到最优解？

全文概述

本文探讨了SiC MOSFET和Si IGBT在逆变器中的应用，分析了它们的性能差异，并提出了混合使用这两种技术以优化效率、成本和可持续性的方案。通过对比不同工况下的表现，文章指出在中小功率条件下SiC更具优势，而在大功率输出时IGBT更为合适。

SiC与IGBT的性能对比

SiC MOSFET具有更低的导通损耗和更快的开关速度，而IGBT则表现出明显的拐点电压特性。在低功率条件下，SiC MOSFET的效率更高；而在高负载情况下，IGBT的性能更优。这些特性决定了它们在不同应用场景中的选择。

新能源车动力配置布局

新能源电动汽车的动力配置通常分为主驱动轴和副驱动轴。常见的配置包括全SiC或混合使用SiC和IGBT。这种配置可以根据驾驶需求灵活调整，从而实现更高的效率和更好的经济性。

标准驾驶工况WLTP与峰值性能需求

WLTP测试程序反映了真实的驾驶任务，提供了标准化的效率评估基准。根据WLTP数据，电动车牵引逆变器的最大输出功率需求约为50 kW，而在发电模式下最大功率为28 kW。这些数据有助于优化电机设计和控制策略。

性能与成本的选择

在选择SiC还是IGBT时，需考虑车辆的整体性能需求和成本效益。对于大多数日常驾驶情况，SiC可以提供足够的性能和更高的效率；而在需要更高峰值性能的情况下，IGBT则更为适用。结合两者的优势，可以实现最佳的系统性能。

融合技术的应用

融合技术将Si和SiC集成在同一逆变器中，根据不同负载条件动态切换两种半导体器件。这种方式不仅提高了系统的整体效率，还降低了成本。英飞凌的混合模块展示了这种技术的实际应用效果。

不同的驱动控制策略

融合技术牵引逆变器采用独立运行、并行控制和单独控制三种驱动策略。每种策略都有其优缺点，适用于不同的应用场景。例如，独立运行模式简单但受限于单一技术的输出功率，而单独控制模式则提供了更高的灵活性和冗余。

英飞凌的解决方案

英飞凌推出的750V Si/SiC混合功率模块，能够在不增加系统复杂性的情况下提升电控系统的性能。仿真结果显示，在WLTP工况下，该模块可以使驾驶里程提高2.9%。