6.6 KW双向OBC碳化硅MOSFET替代超结的仿真计算

倾佳电子杨茜以6.6 KW双向OBC（内置3KW DC/DC ）应用为例做BASiC基本股份碳化硅MOSFET B3M040065和超结MOSFET OSG60R033TT4ZF的工作结温150摄氏度下的模拟损耗仿真对比。

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技术说明：B3M040065Z替代OSG60R033TT4ZF的技术优势分析

一、关键参数对比

参数B3M040065Z (SiC MOSFET) OSG60R033TT4ZF (Si MOSFET)

阻断电压VDS​650 V ，600 V

导通电阻 RDS(on)​40 mΩ (18V, 20A, 25°C) 55 mΩ (175°C)，33 mΩ (10V, 32A, 25°C) 65.6 mΩ (150°C)

总门极电荷 Qg ​60 nC ，104 nC

反向恢复电荷 Qrr ​210 nC (175°C) ，1200 nC (25°C)

热阻 Rth(j−c) ​0.6 K/W ，0.35 K/W

开关能量 Eon​+Eoff​115 μJ + 27 μJ = 142 μJ (25°C) ，未直接提供，需基于Qg​ 估算

二、B3M040065Z技术优点

BASiC基本股份国产碳化硅MOSFET 更低的高温导通电阻

SiC材料特性使其在高温下RDS(on)​增幅更小（175°C时仅55 mΩ），而Si MOSFET在150°C时RDS(on)​升至65.6 mΩ，导通损耗显著增加。

BASiC基本股份国产碳化硅MOSFET 更优的开关性能

总门极电荷Qg​仅为60 nC（OSG60R033TT4ZF为104 nC），驱动损耗和开关时间更低。

反向恢复电荷Qrr​仅210 nC（OSG60R033TT4ZF为1200 nC），高频应用中开关损耗进一步降低。

BASiC基本股份国产碳化硅MOSFET 更高的阻断电压与雪崩鲁棒性

650V耐压（OSG60R033TT4ZF为600V），适用于高电压波动场景，如电动汽车OBC的瞬态工况。

BASiC基本股份国产碳化硅MOSFET 热性能适配性

虽然热阻略高（0.6 K/W vs. 0.35 K/W），但SiC器件的高温稳定性可补偿热阻差异，支持长期高温运行。

对于驱动负压供电的需求，BASiC基本股份提供电源IC1521系列和配套的变压器以及驱动IC BTL27524。

模拟损耗对比：6.6 kW双向OBC（内置3 kW DC/DC）应用

假设条件

工作结温Tj​=150°C

开关频率 fsw​=100kHz

有效值电流 Irms​=32A（基于3 kW DC/DC模块）

母线电压 Vbus​=400V

1. 导通损耗计算

B3M040065Z：

Pcond​=Irms2​×RDS(on)​=322×0.055=56.3W

OSG60R033TT4ZF：

Pcond​=322×0.0656=67.1W

2. 开关损耗计算

B3M040065Z：

取典型值 Eon​=115μJ, Eoff​=27μJ，总开关能量 Etotal​=142μJ

Psw​=Etotal​×fsw​=142×10−6×105=14.2W

OSG60R033TT4ZF：

基于 Qg​=104nC 和 VGS​=10V，估算开关能量：

Esw​=Qg​×VGS​=104×10−9×10=1.04mJ

Psw​=1.04×10−3×105=104W

3. 总损耗对比

型号导通损耗 (W) 开关损耗 (W) 总损耗 (W)

B3M040065Z (SiC) 56.3，14.2， 70.5

OSG60R033TT4ZF (Si) 67.1，104，171.1

结论

在结温150°C的6.6 kW双向OBC应用中，BASiC基本股份国产碳化硅MOSFET B3M040065Z的总损耗（70.5 W）较OSG60R033TT4ZF（171.1 W）降低约58.7%。其优势主要体现在：

SiC材料的高温稳定性显著降低导通损耗；

低门极电荷与反向恢复电荷大幅优化开关损耗；

更高的阻断电压适配高压应用场景。

因此，BASiC基本股份国产碳化硅MOSFET B3M040065Z在高温、高频的OBC系统中具有显著的性能优势，可提升整体效率并减少散热需求。