英飛凌CoolSiC XHP 2高功率模組助推動節能電氣化列車低碳化

英飛凌CoolSiC XHP2高功率模組助力推動節能電氣化列車邁向低碳化。英飛凌

為了實現全球氣候目標，交通運輸必須轉用更加環保的車輛，比如節能的電氣化列車。然而，列車運行有嚴苛的運行條件，需要頻繁加速和制動，且要在相當長的使用壽命內可靠運行。因此，它們需要採用具備高功率密度、高可靠性和高品質的節能牽引應用。

英飛凌科技股份有限公司為了滿足上述需求，在其 CoolSiC功率模組產品組合中新增了兩款產品：FF2000UXTR33T2M1和FF2600UXTR33T2M1。這兩款功率模組採用新開發的3.3 kV CoolSiC MOSFET和英飛凌的.XT互連技術，封裝為XHP2，專門針對牽引應用量身定制。

這些元件專為牽引等要求嚴苛的應用而設計，並已在德國紐倫堡舉行的PCIM Europe 2023展會上亮相。英飛凌零碳工業功率事業部總裁Peter Wawer博士表示：「為實現環保出行，鐵路技術需要引入專門針對這些應用而設計的創新性半導體解決方案。憑藉低開關損耗和更高的開關頻率，英飛凌的新型碳化矽產品有助於打造更環保、更安靜的列車。這些特性對於未來的列車極其重要。」

除了需要高效、可靠的碳化矽（SiC）晶片之外，牽引驅動器的功率模組還需要適合高速開關的封裝，延長元件使用壽命的互連技術。英飛凌的新型功率模組具備以下特性：英飛凌XHP2封裝中帶有整合體二極體的 CoolSiC MOSFET晶片能夠實現低開關損耗，同時保持高可靠性和功率密度。

XHP2封裝還具備低雜散電感、對稱且可擴展的設計以及大電流等特性。FF2000UXTR33T2M1模組的汲極導通電阻為2.0 mΩ，而FF2600UXTR33T2M1模組的汲極導通電阻為2.6 mΩ。儘管列車運行有嚴格的運行要求，但英飛凌的.XT互連技術提高了功率迴圈能力。

與傳統解決方案相比，英飛凌的CoolSiC功率模組可使列車電機和變頻器的總能耗降低10%。此外，更精簡、更輕巧的變頻器和簡化的冷卻系統也將使列車司機受益。新產品不僅有助於英飛凌、牽引製造商和鐵路服務營運商實現低碳化，還能在列車行駛時，降低運行雜訊，惠及行經路線週邊的居民。2022年，英飛凌基於SiC的XHP2功率模組已經在西門子交通和慕尼黑市政公用事業公司（SWM）有軌電車聯合現場測試專案中得到了驗證。測試表明，基於SiC的功率半導體顯著降低發動機運行雜訊。