半導(dǎo)體制造和組裝廠遍布全球，其運(yùn)行電網(wǎng)電壓多種多樣。為服務(wù)于全球市場，針對(duì)此類應(yīng)用銷售專業(yè)設(shè)備的 OEM 需要在其設(shè)備上設(shè)置多個(gè)輸入電壓選項(xiàng)。正因如此，Astrodyne TDI（ATDI）為其新型 Kodiak 電源平臺(tái)選擇了 Wolfspeed 碳化硅（SiC）MOSFET。

 

Kodiak 平臺(tái)采用通用封裝形式、適用于 208/230 VAC 和 400/480 VAC 輸入電壓的型號(hào)，因此 ATDI 的客戶無需重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)便可在不同地區(qū)運(yùn)行。Wolfspeed SiC MOSFET 采用 TO-263-7 表面貼裝封裝的 650 V 和 1200 V 兩個(gè)產(chǎn)品系列，使這種設(shè)計(jì)通用性得以實(shí)現(xiàn)。

 

▲ ATDI 為其新型 Kodiak 電源平臺(tái)選擇了 Wolfspeed SiC MOSFET，為銷售具有多個(gè)電壓輸入選項(xiàng)的專業(yè)設(shè)備的 OEM 提供支持

 

下一代半導(dǎo)體制造和組裝公司正在尋求不同地點(diǎn)的工廠能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備通用性，以簡化運(yùn)行和減少新設(shè)備的鑒定時(shí)間。這就要求設(shè)備采用單一核心設(shè)計(jì)、但要具有能夠處理不同工廠中不同電網(wǎng)電壓的型號(hào)，同時(shí)符合當(dāng)?shù)睾蛧H安全和性能標(biāo)準(zhǔn)。Astrodyne TDI 正與 Wolfspeed 開展合作，利用 SiC 技術(shù)來解決 OEM 在為下一代制造/組裝客戶提供支持方面所面臨的此類挑戰(zhàn)。OEM 的解決方案提供的電源系統(tǒng)要能夠在不同電網(wǎng)電壓水平下使用相同控制和功率拓?fù)洹ａ槍?duì)所有電壓范圍采用相似設(shè)計(jì)，讓客戶更輕松地集成這些系統(tǒng)，而無需更改設(shè)計(jì)，也無需對(duì)每個(gè)具有不同電網(wǎng)電壓的制造廠的不同設(shè)備進(jìn)行鑒定。

 

 

通過利用單一封裝形式和功率拓?fù)洌珹TDI 的電源簡化了其客戶的設(shè)計(jì)和鑒定過程，從而更輕松地將電源集成到工藝和測(cè)試設(shè)備。這還減少了制造/組裝終端客戶的負(fù)擔(dān)，因?yàn)榧词乖诰哂胁煌娋W(wǎng)電壓的不同地點(diǎn)的工廠，他們依然可從設(shè)備中獲得同樣的性能。

 

理想情況下，下一代制造/組裝廠希望在所有地點(diǎn)和工廠的后道工藝和前道工藝中都能獲得單一但靈活的電源平臺(tái)。現(xiàn)在，利用 650 V 和 1200 V SiC MOSFET 可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。使用該產(chǎn)品，只需進(jìn)行少量設(shè)計(jì)更改，便可實(shí)現(xiàn)在 208 VAC 至 480 VAC 輸入電壓范圍內(nèi)采用一個(gè)拓?fù)鋪磉\(yùn)行。SiC MOSFET 是唯一能夠在 208/230 V 和 400/480 V 電壓水平下實(shí)現(xiàn)有源前端和移相全橋拓?fù)涞募夹g(shù)。

 

 

▲ ATDI 基于 SiC 的 Kodiak 電源平臺(tái)是高功率 DC 系統(tǒng)的理想選擇，尤其適用于工業(yè)和國防應(yīng)用

 

通過采用 Wolfspeed SiC 技術(shù)，ATDI Kodiak 電源平臺(tái)可在不同輸入電壓下使用相同功率拓?fù)?- 只需斷開 SiC 器件、磁性元件和電容，便可在不同電壓水平下運(yùn)行，同時(shí)還能保持同一封裝內(nèi)的性能相同。此外，Wolfspeed 650 V 和 1200 V 額定電壓器件產(chǎn)品組合非常廣泛，可在每個(gè)電壓水平下對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。而這種通用性水平是 Si MOSFET 或 GaN 器件無法實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樗鼈兊念~定電壓有限，Si IGBT 解決方案也不可行，因?yàn)榕c SiC 相比，Si IGBT 的開關(guān)損耗高得太多。

 

這種靈活性讓客戶能夠在具有不同輸入電壓的不同工廠和地點(diǎn)中對(duì)相似產(chǎn)品進(jìn)行鑒定并加以利用。開發(fā)和鑒定時(shí)間顯著減少，實(shí)施也更為簡單。通過采用一致的機(jī)械封裝形式、功率拓?fù)浜徒?jīng)審查的接口，OEM 節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間，終端用戶也知道他們會(huì)在所有制造廠獲得一致性能。

 

 

除了 ATDI 利用 Wolfspeed SiC 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的單一設(shè)計(jì)靈活性外，Kodiak 電源平臺(tái)還解決了下一代制造/組裝廠面臨的其他挑戰(zhàn)。

 

對(duì)任何制造廠而言，一項(xiàng)關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是由所有電源和負(fù)載引起的電力線失真。這種失真需要被限制在可接受的水平，才能避免出現(xiàn)其他設(shè)備問題，并滿足電網(wǎng)要求。Kodiak 電源平臺(tái)將總諧波失真（THD）保持在 5% 以下，可滿足甚至超過電能質(zhì)量要求。Kodiak 電源還堅(jiān)持遵守 SemiF47 和 IEC 61000-4-11 標(biāo)準(zhǔn)，確保在出現(xiàn)電力線波動(dòng)的情況下穩(wěn)定運(yùn)行。

 

▲ ATDI 1U 高 LiquaBlade™ 功率模塊組件提供三個(gè)功率轉(zhuǎn)換通道，每個(gè)通道額定輸出功率為 5.5 kW，模塊總功率為 16.5 kW

 

雖然低 THD 電源在 230 VAC 應(yīng)用中較為常見，但其實(shí) ATDI Kodiak 電源非常獨(dú)特，原因是即便在 400/480 VAC 電壓水平下，它也能具備低 THD 這一性能，而無需外部濾波。擁有這一性能的方法是，其利用真正的三相功率因數(shù)校正拓?fù)浜蛯Ｓ锌刂萍夹g(shù)。保持低 THD，客戶便可不用在系統(tǒng)或工廠級(jí)別添加其他濾波器，也不用排除設(shè)備之間可能存在的干擾問題。

 

 

ATDI 通過采用 Wolfspeed SiC 技術(shù)，解決了 OEM 為電網(wǎng)電壓各異的全球市場設(shè)計(jì)設(shè)備時(shí)所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。包括下一代制造/組裝廠在內(nèi)的終端客戶可在不同工廠利用通用設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)了使用 SiC 基電源相比于 Si 基電源的價(jià)值，可謂大獲裨益。Kodiak 電源平臺(tái)讓客戶能夠在不同電網(wǎng)電壓水平下采用相同控制和功率拓?fù)洌瑹o論輸入電壓水平如何，均能確保實(shí)現(xiàn)高性能。這一適用于所有電壓范圍的通用拓?fù)洌箍蛻裟軌驅(qū)?ATDI 的電源集成到各種產(chǎn)品中，而無需更改設(shè)計(jì)或?qū)Σ煌攸c(diǎn)的不同服務(wù)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行鑒定。