從分立器件到集成模塊，安森美全鏈路提升UPS功率密度與效率
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20 世紀不間斷電源（UPS）剛問世時，其唯一用途是在停電時提供應急供電，而高昂的成本限制了它的應用范圍。如今，隨著電力電子技術的持續發展，UPS 已能夠高效優化電能質量、過濾線路噪聲、抑制電壓浪涌，并可在任意場景下按需提供更長時間的備用電源。在低碳社會背景下，低能耗、高可靠性、小占地面積已成為 UPS 的新發展方向。
不間斷電源（UPS）能夠保護所連接的設備免受電力問題影響，并在停電時提供電池備用供電。此外，它還能避免昂貴設備受損、數據丟失及停機情況的發生；根據型號不同，部分 UPS 還可應對電壓異常問題。輸出容量是 UPS 的核心性能指標之一，指連接負載可從 UPS 系統獲取的最大電力，單位以伏安（VA）表示。
下面的框圖展示了由 安森美 (onsemi) 打造的在線式不間斷電源 (UPS) 方案，通過將輸入交流電 (AC) 轉換為直流電(DC) ，再將直流電逆變為交流電的方式提供持續電力，確保實現穩定且不間斷的供電。 安森美可提供品類豐富的產品，包括碳化硅 (SiC) 分立器件、 IGBT 分立器件、功率模塊、隔離型柵極驅動器及電源管理控制器，助力系統實現更高的功率密度與效率。
碳化硅 (SiC) JFET 產品組合
安森美的全新 EliteSiC 系列 JFET 產品組合具備出色的開關速度與極低的單位面積導通電阻（ RDS(ON)x 面積） ， 可顯著提升 UPS 系統的效率， 并降低熱損耗。 此外， SiC JFET 還能提升靜態開關的性能與可靠性， 是靜態開關應用的理想選擇。
SiC Combo JFET
關鍵特性：
1 個封裝內含 2 顆芯片 → Combo JFET
可分別接入 MOSFET 與 JFET 的柵極 → 實現更優的開關電壓變化率 (dV/dt) 控制
超低 RDS(ON)、高脈沖電流
1200V ， RDS(ON)≤10m?
750V ， RDS(ON)… 5m? -10m?
目標應用：固態斷路器、隔離開關
SiC Cascode JFET
關鍵特性：
Cascode 結構共封裝 2 顆芯片
兼容拾取貼裝工藝，可直接替換標準常關型MOSFET
超低RDS(ON)、高脈沖電流
1700V ， RDS(ON)… 410m?
1200V ， RDS(ON)… 9m? - 410m?
750V ， RDS(ON)… 5.4m? - 58m?
目標應用：電源、逆變器、車載充電器、 DC -DC 轉換器
IGBT 分立器件
與 Si MOSFET 相比， IGBT 在同等材料厚度下可提供更高的阻斷電壓， 因此非常適合高壓應用。 IGBT 開關是 DC/AC逆變器和圖騰柱 PFC 慢橋臂的理想選擇。
場截止 VII、 IGBT 、 1200V
全新 1200 V 溝槽場截止 VII IGBT 系列
快速開關型，適合高開關頻率應用
改善了寄生電容，適合高頻操作
優化了二極管，實現低 VF 和軟度
圖 1：場截止 VII 的導通損耗 (V CE=600V)
圖 2： TO247 -3 和 TO247 -4 封裝的場截止 VII 開關損耗比較
IGBT FGY4L140T120SWD
FS7 系列 1200V 、 140A IGBT
TO247 -4 封裝具有較低的 Eon，可支持更高的開關頻率和功率
安森美在工業功率集成模塊 (PIM) 設計領域表現出色， 利用 SiC MOSFET 和 IGBT 技術實現 UPS 設計改進， 其中包括使用 1200 V SiC 器件的 PFC 、 DC/DC 和逆變器模塊。 能源基礎設施行業以非常快的速度采用了 SiC 功率器件， 旨在提高效率或增加功率密度。 得益于更低的開關損耗， SiC 功率器件可以實現更高的效率， 降低散熱要求， 或者實現更高的開關頻率， 減小無源元件的尺寸和成本， 從而彌補 SiC 功率器件成本較高的缺點。
事實證明 ， 在電氣和熱性能及功率密度方面 ， 采用 SiC MOSFET 模塊均展現出明顯優勢 。 安森美已發布第二代1200 V SiC 模塊， 采用 M3S MOSFET 技術， 著重于提升開關性能和減少 RDS(ON) * 面積。
表 1：用于 UPS 的 SiC PIM 模塊
全 SiC PIM NXH011F120M3F2PTHG
SiC 1200 V 全橋模塊還包含一個帶有 HPS DBC 的熱敏電阻， 采用 F2 封裝。
M3S MOSFET 技術提供 RDS(ON) 典型值 = 11.3mΩ（ 在 VGS = 18V、 ID = 100 A 條件下）
使用 Elite Power 仿真工具和 PLECS 模型生成工具可對采用 SiC 模塊的各種電源拓撲進行仿真。
全 SiC PIM NXH008T120M3F2PTHG
基于 1200 V M3S 技術的 T 型中性點箝位轉換器(TNPC) SiC 模塊
M3S MOSFET 技術提供 RDS(ON) 典型值 = 8.5 mΩ（在 VGS = 18V 、 ID = 100A 條件下）
IGBT PIM NXH 800 H 120 L 7QDSG
額定電壓為 1200 V、 額定電流為 800 A 的 IGBT 半橋功率模塊， 采用 PIM11 (QD 3) 封裝
新的場截止溝槽 7 IGBT 技術和第 7 代二極管可提供更低的導通損耗和開關損耗，使設計人員能夠實現高效率和優異的可靠性
NTC 熱敏電阻，低電感布局
圖 3：各種安森美模塊封裝
表 2：用于 UPS 的 IGBT 和混合 PIM 模塊
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