10kV/2.5MW固态变压器SiC功率器件解决方案

一、SST市场背景

固态变压器（Solid State Transformer, SST）作为智能电网、新能源并网、轨道交通等领域的关键设备，正迎来高速发展期。相比传统工频变压器，SST具有体积小、重量轻、功率密度高、电能质量可控等显著优势。

随着SiC MOSFET技术的成熟，基于SiC器件的SST方案在中高压大功率场景下展现出卓越的性能潜力。本文将围绕10kV/2.5MW典型应用场景，推荐元山电子SiC功率模块搭配飞仕得SiC驱动核的一站式解决方案，SiC功率模块将从62MM/ED3封装转向更具性价比的Easy 2B封装。

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二、系统方案架构

2.1 拓扑选择

对于10kV/2.5MW的SST应用，推荐采用级联H桥（CHB）或模块化多电平换流器（MMC）拓扑结构。

以CHB拓扑为例：

● 每相级联12个H桥单元

● 每个H桥单元直流母线电压：~800V

● 单元功率等级：~83kW

● 每个H桥单元采用2个YS12CA04BM1半桥模块

2.2 关键器件选型

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三、元山电子YS12CA04BM1 — 核心功率器件

3.1 产品简介

YS12CA04BM1是元山电子推出的一款1200V/200A SiC MOSFET半桥功率模块，采用Easy2B封装，专为高频、高效电力电子应用设计。

3.2 核心参数

3.3 方案优势

1. Easy2B封装，紧凑高效

● 行业标准的Easy2B封装，兼容主流驱动板设计

● 紧凑的占板面积，有利于提高功率密度

● 低寄生电感设计，支持高频开关

2. 1200V/200A，完美匹配SST单元需求

● 800V直流母线电压下，留有充足电压裕量（>1.5倍降额）

● 200A电流能力，单模块满足单元功率需求

● 半桥拓扑，一个模块即可构成H桥的一个桥臂

3. 国产SiC芯片，稳定供货

● 自主可控的国产SiC MOSFET芯片

● 稳定的供货周期，无断货风险

● 极具竞争力的性价比

4. 高频低损耗

● SiC MOSFET极低的开关损耗

● 支持20kHz以上开关频率

● 减小磁性元件体积，降低系统成本

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四、飞仕得2FHC0240 — 专用驱动方案

4.1 产品简介

2FHC0240是杭州飞仕得科技（Firstack）专为英飞凌Easy系列及兼容封装SiC模块设计的高集成度驱动核。输出功率2W，峰值驱动电流40A，完美匹配YS12CA04BM1的驱动需求。

4.2 核心参数

4.3 核心功能

1. 增强型绝缘设计

● 原副边耐压5000V RMS

● 支持2000V直流母线电压等级的模块

● 爬电距离：原边对副边12.5mm

● 满足IEC 61800标准的加强绝缘要求

2. 完善的保护功能

● 欠压锁止（UVLO）原边12V、副边12.5V阈值

● 密勒钳位（Miller Clamp）有效抑制桥臂串扰

● 退饱和检测（DESAT）过流及短路保护

● 软关断（Soft Turn-off）故障时平滑关断，避免电压尖峰

3. 低传播延时

● 典型开通延时704ns

● 典型关断延时690ns

● 确保高频PWM控制的精确性

4. 灵活适配

● 同时兼容Easy1B、Easy2B封装

● 支持2FHC0240C20A1（标准型）和2FHC0240C20A1C（涂覆型）两种规格

● 直驱模式（默认）或阻塞模式可选

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五、方案总览

5.1 器件组合优势

5.2 每单元器件配置

每个~83kW H桥单元：

● YS12CA04BM1 × 2（构成H桥四管）

● 2FHC0240 × 2（双通道驱动核，一个驱动核可驱动一个半桥模块的两个管子，每个单元仅需2个驱动核即可驱动4颗管子）

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六、应用优势

✅ 高功率密度

Easy2B紧凑封装 + SiC高频特性，大幅减小系统体积

✅ 高可靠性

加强绝缘 + 完善保护 + 175°C最高结温，系统可靠性有保障

✅ 高性价比

国产SiC芯片 + 国产驱动方案，成本优势明显

✅ 交期可控

国产供应链，交期稳定，无断货风险

✅ 技术支持

元山电子与飞仕得专业FAE团队，提供从选型到量产的全程技术支持

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七、应用领域

● ⚡ **固态变压器（SST）** — 智能电网、电力电子变压器

● 🔋 **储能系统** — 高压级联储能

● 🚄 **轨道交通** — 牵引变流器

● 🌬️ **新能源并网** — 风电、光伏中压并网

● ⚙️ **工业传动** — 中压变频驱动

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八、总结

10kV/2.5MW SST SiC器件解决方案：

● ✅ **元山电子 YS12CA04BM1** — 1200V/200A，Easy2B封装，国产SiC MOSFET

● ✅ **飞仕得 2FHC0240** — 2W/40A，Easy专用驱动核，5000V绝缘，保护功能完善

● ✅ **一站式配套**，器件完美匹配，技术全程支持

● ✅ 国产化率高，交期可控，性价比突出

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北京富凌联合电子 是元山电子和飞仕得一级代理商。

选择国产SiC方案，共赢SST新时代！

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