以SiC为代表的第三代半导体大功率电力电子器件是目前在电力电子领域发展最快的功率半导体器件之一。碳化硅作为第三代半导体材料的典型代表,也是目前晶体生产技术和器件制造水平最成熟,应用最广泛的宽禁带半导体材料之一,目前在已经形成了全球的材料、器件和应用产业链。碳化硅检测平台也应运而生,其是指针对碳化硅材料性能检测和评估的需求而形成的市场。 今年12月Arrow、Wolfspeed、Bourns、 NXP、Skyworks共同开发了一款专为碳化硅快速测试而全新模块化评估平台Wolfspeed SpeedVal Kit™。

此平台旨在简化碳化硅系统的的评估和测试内容,为客户提供了一套灵活的构建开发平台,用碳化硅系统性能的电路内评估,提高工程师们在开发高性能电源、电动汽车、工业自动化和无线通信等应用场景中的工作效率,帮助客户加速碳化硅相关元器件的测试和研发过程,以便顺利升级至碳化硅平台。

12月20日深圳益田威斯汀酒店3楼露台会议室,由Arrow、Wolfspeed联合主办,维科网电子工程承办,Bourns、 NXP、Skyworks合作举办的碳化硅快速测试套件Wolfspeed SpeedVal Kit研讨会,本次大会将详细介绍SpeedVal Kit™测试平台的优势,展示材料科学和工业检测技术的进步,为参观者提供了解先进材料特性和应用场景的机会。

本场活动邀请了艾睿电子(Arrow)亚太区高级供应商业务经理Eric Leung、Wolfspeed高级现场应用工程师肖杜、NXP系统工程经理叶万富、Skyworks首席现场应用工程师武亮、Wolfspeed现场应用工程师陈秋明、Bourns FAE甄晔舟、艾睿电子业务发展高级经理Jasper Lam,他们从不同角度带来了精彩的报告,以下为报告内容整理(按时间先后):                          

首先由艾睿电子的Eric Leung发表了活动致辞,他向我们简单介绍了艾睿电子,它拥有全球超过21万家客户,销售额高达370亿美元,全球超过2.2万名员工 ,在13个国家都有办公地点,可以很方便的提供服务,战略发展方向为工业与新能源、工业电子、人工智能物联网。今天的主角也是由艾睿电子携Wolfspeed、NXP、Skyworks和Bourns共同合作研发的Wolfspeed SpeedVal Kit™,是一个完整的生态系统的构建模块,该平台由主板、功率子卡、栅极驱动器卡、可选控制卡以及其它潜在的配件组成,可以快速测试各种应用的多个部件。

接着由Wolfspeed高级现场应用工程师肖杜详细为我们介绍了Wolfspeed SpeedVal Kit™,主要包括以下几个方面:平台的技术支持资源、评估套件、各个功能模块介绍、双脉冲和功率测试、如何优化测量、LT space模型。SpeedVal Kit™测试平台可以优势在于可以加快发展,其可以快速评估多种封装中的各种碳化硅器件,使用已选择的栅极驱动器进行评估且可以保证在开发的安全性,可以从设计周期的早期开始固件开发,通过全面的切换和热测试降低开发过程的风险。同时,如此多性能的平台也易于使用,其拥有丰富的培训视频和文档并采用了即插即用的结构,即使有技术或者使用上的问题,Wolfspeed和他的合作伙伴也会提供各个方面的支持。

NXP系统工程经理叶万富为我们带来NXP在数字电源方面的一些解决方案。从数字功率变化,NXP解决方案,NXP数字电源转换解决方案参考设计从这三个方面带我们深入了解NXP。对于数字控制器来说,首先需要有强大的处理器来控制计算,还要有高速、高分辨率的AD转换器、灵活的PWM模块,ADC和PWM需同步,内置模拟器件、精准控制的定时器、通信接口、存储器。

NXP有很多数字产品,和Wolfspeed合作的是DSC系列,DSC系列是DSP上加了许多控制器。DSP具有很多优点,首先就是312ps高分辨率PWM,适用于数字电源应用灵活的PWM控制和多模式。其还拥有12位高速循环ADC,除了模拟比较器之外还加了数字功能,集成了两个相同的运算放大器电路,输出直接连接ADC和ACMP输入。

Skyworks首席现场应用工程师武亮为我们主要介绍了Si823Hx栅极驱动板,Si823Hx有两路输入,采用了差分输入尽可能的消除了共模干扰,支持驱动4A的峰值电流,其拥有更宽的电压范围,平衡的驱动式电流,可选0、1、或4欧源/下沉栅极电阻。Si823Hx栅极驱动板采用了紧凑的散热优化板设计,多功能变压器配置提供所有电压域12V输入产生5V非隔离输出和2个完全隔离的门电源。

武亮工程师接下来还介绍了Skyworks的产品家族,有数字信号隔离86系列(86XX,86S)、模拟隔离器、隔离驱动、工业I/O,Skyworks的产品主要应用到汽车、工业/电机控制、电源/太阳能。

Wolfspeed现场应用工程师陈秋明介绍了Wolfspeed WolfPACK™电源模块,这个模块增强现有的Wolfpack阵容,新的材料降低装配成本,同时提高性能和可靠性,新全桥产品21毫欧和32毫欧解决方案,专为DC-DC转换器。新6-Pack和半桥16毫欧 6-Pack用于AFEs和逆变器11毫欧AIN半桥用于高频DC-DC转换器。Wolfspeed WolfPACK™电源模块和其材料有一流的键合线厚度,降低了搬运和装配成本,提高了应用寿命和整体可靠性。

Bourns FAE甄晔舟为我们带来的是碳化硅电源解决方案演讲。他首先讲到的磁性器件,Bourns的磁性器件分为两大块,一个是订制品,一个是标准品,磁性器件核心的设计理念是要选择合适的磁芯,一般会采用铁铝硅,因为成本低,铁损率低,饱和特性好,同样匝数值有更高感值。Wolfspeed上配套的解决方案SpeedVal Kit™中BUCK-BOOST电源板卡上的功率电感就是Bourns的订制品。碳化硅的主要优势就是拥有更搞得系统效率,更高的功率密度,更小、更轻、更安静、更高效的系统,更高的开关频率通常会减小无源元件的尺寸。

艾睿电子业务发展高级经理Jasper Lam为我们带来的是解决方案与技术服务的主题演讲,他的演讲主要包括三个部分:技术支持资源、各个功能模块介绍、双脉冲和功率测试。

艾睿电子服务的行业和领域十分广泛,涵盖各行各业,如航空航天、医疗、工业、消费类电子、信息安全、供应链、交通运输、数据中心等等。在当今高要求的技术环境下,智能节能产品影响成本、上市时间和其它方面影响下,关于电力的生命周期,艾睿电子依旧能够:

提供最有前途的想法,如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)及能源获取 ;让客户尽早拥有伟大的创意;确保客户的产品进入市场并获得持续效,可谓诚意满满。在新能源解決方案这方面 ,艾睿电子集结了自己的亚太区技术工程师团队,可以提供专业的技术服务。

ARROW可提供整组SpeedVal Kit™、双脉冲测试、升/降压拓朴测试 和热分析。双脉冲测试的主要作用在于确定系统效率、查看产品规格限制、布局和散热考虑。ARROW针对Wolfspeed提供了软硬件支持,硬件方面,SpeedVal Kit™是一个灵活的模组化评估平台,配合 Wolfspeed®碳化矽MOSFET及二极体使用,用于碳化矽系统性能的电路内评估。在配备闸极驱动器、MCU控制卡和其他配件后,可以支援双脉冲测试测量不同碳化矽MOSFET的开关损耗。以及常见拓扑的系统测试,包括两个MOSFET半桥配置的降压和升压,SpeedVal Kit™平台允许用户在同一平台上测试MOSFET,不仅可以更换不同的RDS(ON),还可以更换不同封装的MOSFET进行测试。软件方面,ARROW提供了整套控制软件及GUI应用,且ARROW的软件工程师会配合客户需要作修改及指导。

精彩的主题演讲结束后,我们还有答疑解惑环节,观众踊跃提问,各位专家也都积极详细解答,可谓宾主尽欢。本次研讨会让大家认识了解到了Wolfspeed SpeedVal Kit™,这款测试套件可以大大加快碳化硅半导体从调试到上线的速度,抓住市场,抓住机遇,并推动新能源市场的快速发展。