英飞凌CoolSiC XHP 2高功率模块助推动节能电气化列车低碳化

英飞凌CoolSiC XHP2高功率模块助力推动节能电气化列车迈向低碳化。英飞凌

为了实现全球气候目标，交通运输必须转用更加环保的车辆，比如节能的电气化列车。然而，列车运行有严苛的运行条件，需要频繁加速和制动，且要在相当长的使用寿命内可靠运行。因此，它们需要采用具备高功率密度、高可靠性和高品质的节能牵引应用。

英飞凌科技股份有限公司为了满足上述需求，在其 CoolSiC功率模块产品组合中新增了两款产品：FF2000UXTR33T2M1和FF2600UXTR33T2M1。这两款功率模块采用新开发的3.3 kV CoolSiC MOSFET和英飞凌的.XT互连技术，封装为XHP2，专门针对牵引应用量身定制。

这些元件专为牵引等要求严苛的应用而设计，并已在德国纽伦堡举行的PCIM Europe 2023展会上亮相。英飞凌零碳工业功率事业部总裁Peter Wawer博士表示：「为实现环保出行，铁路技术需要引入专门针对这些应用而设计的创新性半导体解决方案。凭藉低开关损耗和更高的开关频率，英飞凌的新型碳化矽产品有助于打造更环保、更安静的列车。这些特性对于未来的列车极其重要。」

除了需要高效、可靠的碳化矽（SiC）芯片之外，牵引驱动器的功率模块还需要适合高速开关的封装，延长元件使用寿命的互连技术。英飞凌的新型功率模块具备以下特性：英飞凌XHP2封装中带有整合体二极管的 CoolSiC MOSFET芯片能够实现低开关损耗，同时保持高可靠性和功率密度。

XHP2封装还具备低杂散电感、对称且可扩展的设计以及大电流等特性。FF2000UXTR33T2M1模块的汲极导通电阻为2.0 mΩ，而FF2600UXTR33T2M1模块的汲极导通电阻为2.6 mΩ。尽管列车运行有严格的运行要求，但英飞凌的.XT互连技术提高了功率循环能力。

与传统解决方案相比，英飞凌的CoolSiC功率模块可使列车电机和变频器的总能耗降低10%。此外，更精简、更轻巧的变频器和简化的冷却系统也将使列车司机受益。新产品不仅有助于英飞凌、牵引制造商和铁路服务营运商实现低碳化，还能在列车行驶时，降低运行杂讯，惠及行经路线周边的居民。2022年，英飞凌基于SiC的XHP2功率模块已经在西门子交通和慕尼黑市政公用事业公司（SWM）有轨电车联合现场测试专案中得到了验证。测试表明，基于SiC的功率半导体显着降低发动机运行杂讯。