國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET在逆變焊機(jī)中的應(yīng)用方案近年來快速發(fā)展，其高頻、高效、高溫耐受性等優(yōu)勢(shì)顯著提升了焊機(jī)性能。

一、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與核心應(yīng)用場(chǎng)景

高頻與能效提升
國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET的開關(guān)頻率可達(dá)100 kHz以上（傳統(tǒng)IGBT僅20-30 kHz），顯著降低無源器件（如電感、電容）的體積和重量，提高功率密度。例如，愛仕特的ASC100N1200MT4(單管：100A/1200V,TO-247-4封裝)在50 kHz開關(guān)頻率下，總損耗僅為555W，較IGBT模塊（3390 W）降低約87%，系統(tǒng)效率提升至97%以上。

高溫可靠性與散熱設(shè)計(jì)
SiC MOSFET的最高結(jié)溫可達(dá)175°C（IGBT通常為125°C），結(jié)合增強(qiáng)散熱方案（如直接貼裝散熱片無隔離設(shè)計(jì)），進(jìn)一步優(yōu)化熱管理。例如，英飛凌CoolSiC模塊通過.XT擴(kuò)散焊技術(shù)降低熱阻，但國(guó)產(chǎn)愛仕特方案如ASC100N1200MT4也通過優(yōu)化封裝實(shí)現(xiàn)類似效果。

低導(dǎo)通與開關(guān)損耗
SiC MOSFET的導(dǎo)通電阻（如ASC100N1200MT4的RDS(on)僅16 mΩ）和開關(guān)損耗（Eon+Eoff為43.5 μJ）顯著低于IGBT，尤其在高負(fù)載下優(yōu)勢(shì)明顯。以80A負(fù)載為例，SiC導(dǎo)通損耗為96 W，而IGBT高達(dá)280 W。

二、典型國(guó)產(chǎn)器件與選型推薦

愛仕特SiC分立器件方案：

ASC100N1200MT4:  單管，電流：100A， 電壓 ：1200V，封裝：TO-247-4, 可對(duì)應(yīng)315/400A的焊機(jī)；

ASC200N1200MT4:  單管，電流：200A,   電壓：1200V，封裝:TO-247-4, 對(duì)應(yīng)500/630A的焊機(jī)；

優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)晤w電流大，不用像使用單管IGBT并聯(lián)，體積小，輸出頻率高。

愛仕特SiC模塊方案：

ASR23N1200ME2 : 拓?fù)洌喊霕蚪Y(jié)構(gòu), 內(nèi)阻：23mΩ，電流：120A，電壓：1200V，封裝：34mm， 可對(duì)應(yīng)315/400/500A焊機(jī)。

目前，2024年奧太焊機(jī)采購(gòu)愛仕特SiC 模塊方案已批量使用，根據(jù)蝴蝶效應(yīng)，未來將有一批逆變焊機(jī)廠家效仿此方案，將ASR23N1200ME2作為逆變焊機(jī)行業(yè)的SiC MOSFET主打型號(hào)。

北京富凌聯(lián)合電子是愛仕特SiC MOSFET一級(jí)代理商，長(zhǎng)期致力于逆變焊機(jī)行業(yè)的深耕細(xì)作，經(jīng)過多年的不懈努力，已在業(yè)界積累了廣泛的客戶資源，我們將憑借精湛的專業(yè)技術(shù)，致力于為逆變焊機(jī)客戶提供卓越的服務(wù)。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案

高頻逆變拓?fù)?/strong>
采用全橋SiC MOSFET逆變電路（如Q1-Q4組成的全橋結(jié)構(gòu)），搭配串聯(lián)高頻變壓器和SiC SBD整流電路，實(shí)現(xiàn)100 kHz以上高頻輸出，縮小變壓器體積（如PM62鐵氧體磁芯）。

散熱與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

風(fēng)冷系統(tǒng)：采用高速風(fēng)機(jī)（如3600 rpm）直接吹拂散熱器，結(jié)合導(dǎo)風(fēng)筒優(yōu)化氣流路徑，降低溫升至80°C以下。

緊湊布局：將驅(qū)動(dòng)芯片、隔離變壓器集成于獨(dú)立PCB，減少走線長(zhǎng)度，提升防護(hù)等級(jí)。

通信與保護(hù)機(jī)制

集成無線通信模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，支持300-500米WiFi連接。

故障檢測(cè)系統(tǒng)覆蓋過流、過壓和過熱保護(hù)，確保SiC MOSFET在安全范圍內(nèi)運(yùn)行。

四、實(shí)際應(yīng)用案例與效益

案例1：NB500系列焊機(jī)（29kVA）
采用ASC100N1200MT4替代英飛凌IGBT單管IKW40N120T2，總損耗降低2.9 kW，散熱壓力減少，功率密度提升30%。

案例2：便攜式高頻焊機(jī)
使用國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET全橋逆變電路，工作頻率達(dá)500 kHz，整機(jī)體積縮小50%，重量減輕至傳統(tǒng)焊機(jī)的1/3，適用于高空作業(yè)。

五、未來發(fā)展方向

高壓器件開發(fā)：適配更高功率焊機(jī)需求，愛仕特推出了的1700V SiC MOSFET，并批量生產(chǎn)三年以上。

驅(qū)動(dòng)與封裝創(chuàng)新：優(yōu)化門極驅(qū)動(dòng)電壓（如±18V/-4V）和封裝技術(shù)（如TO-247PLUS），進(jìn)一步提升開關(guān)速度和可靠性。

通過上述方案，國(guó)產(chǎn)SiC MOSFET在逆變焊機(jī)中不僅實(shí)現(xiàn)了高效能與小型化，還顯著降低了系統(tǒng)成本，推動(dòng)行業(yè)向綠色、智能化轉(zhuǎn)型。