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GECA20-12G 发布时间 时间:2025/12/28 10:43:06 查看 阅读:14

GECA20-12G是一款由GeneSiC Semiconductor生产的高功率密度、碳化硅(SiC)基全碳化硅功率模块,专为高压、高频和高温电力电子应用设计。该器件结合了碳化硅肖特基势垒二极管(SiC SBD)与碳化硅MOSFET技术,采用先进的封装工艺实现低寄生电感和优异的热管理性能。GECA20-12G属于其GenX系列,适用于需要高效能转换和可靠性的工业级应用场景,如可再生能源系统、电动汽车充电基础设施、不间断电源(UPS)、感应加热以及中压电机驱动等。该模块额定电压为1200V,输出电流能力达20A,具备出色的开关特性与较低的导通损耗,使其在硬开关拓扑结构中表现出色。此外,GECA20-12G支持双向电流流动,在桥式电路配置中可用于有源整流或逆变操作。模块采用行业标准外形尺寸设计,便于系统集成,并兼容主流驱动电路与散热方案。得益于碳化硅材料的宽禁带特性,该器件可在高达175°C的结温下稳定运行,显著提升系统功率密度并减少冷却需求。

参数

型号:GECA20-12G
  制造商:GeneSiC Semiconductor
  器件类型:碳化硅MOSFET + 碳化硅二极管共封装模块
  最大耐压(VDRM):1200 V
  连续漏极电流(ID @ 25°C):20 A
  结温范围(Tj):-55 °C 至 +175 °C
  栅极阈值电压(Vth):典型值3.8 V,范围3.5~4.2 V
  导通电阻(RDS(on) @ VGS=20V, ID=10A):80 mΩ 每单元
  输入电容(Ciss):典型值 1200 pF
  输出电容(Coss):典型值 350 pF
  反向恢复电荷(Qrr):接近零(由于SiC二极管无少子存储效应)
  开关速度:纳秒级关断时间,支持数百kHz开关频率
  封装形式:平面型D-PACK或类似紧凑型模块封装
  隔离电压:≥2500 VAC(取决于绝缘基板材料)
  热阻(RthJC):典型值 0.8 °C/W

特性

GECA20-12G的核心优势在于其基于碳化硅半导体材料构建的全碳化硅架构,这使得它相较于传统的硅基IGBT或超快恢复二极管组合具有革命性的性能提升。首先,该模块中的SiC MOSFET具备极低的导通电阻(RDS(on)),即使在高温条件下也能维持稳定的导通性能,从而大幅降低传导损耗,提高整体系统效率。同时,由于碳化硅材料具有更高的临界击穿电场强度,器件能够在1200V高压下保持优异的动态稳定性,适合用于直流链路电压较高的场合。其次,集成的碳化硅肖特基二极管几乎不存在反向恢复电荷(Qrr ≈ 0),因此在换流过程中不会产生明显的反向恢复电流尖峰,极大减少了开关过程中的电磁干扰(EMI)和电压过冲风险,提高了系统的可靠性与安全性。
  另一个关键特性是其卓越的高温工作能力。传统硅器件通常限制在150°C以下工作,而GECA20-12G的设计允许其在最高175°C的结温下持续运行,这意味着在高负载工况下无需过度依赖复杂的冷却系统,有助于简化热管理系统并减小设备体积。此外,该模块采用优化的内部布局与低寄生电感连接方式,有效抑制了开关过程中的振铃现象,提升了高速开关下的波形质量。其坚固的封装结构还提供了良好的机械稳定性和抗热循环疲劳能力,适用于恶劣环境下的长期运行。
  值得一提的是,GECA20-12G支持高频开关操作,典型开关频率可达数百kHz级别,远高于传统IGBT模块的几十kHz上限。这一特性使其特别适用于高功率密度电源变换器设计,例如车载充电机(OBC)、光伏微型逆变器和固态变压器等前沿领域。配合合适的栅极驱动器,可以实现快速开通与关断控制,进一步挖掘节能潜力。综合来看,GECA20-12G通过融合碳化硅器件的多项物理优势,实现了效率、功率密度与可靠性的高度统一,是现代高效电力电子系统的关键核心组件之一。

应用

GECA20-12G广泛应用于对效率、功率密度和热管理要求严苛的中高功率电力电子系统中。在可再生能源领域,该模块被用于光伏逆变器和风力发电变流器中作为主开关元件,利用其高频能力和低损耗特性来提升能量转换效率并缩小滤波元件体积。在电动汽车生态系统中,它适用于车载充电机(OBC)和直流快充桩的AC-DC及DC-DC转换级,帮助实现更高充电效率与更紧凑的设计。此外,在工业电机驱动方面,GECA20-12G可用于中压变频器和伺服驱动器,尤其是在需要四象限运行和再生制动的应用中表现突出,因其内置的SiC二极管可高效处理回馈电流。
  在不间断电源(UPS)系统中,GECA20-12G常用于双变换在线式UPS的逆变器和整流器部分,支持快速动态响应和高电能质量输出,满足数据中心、通信基站等关键设施的供电需求。在感应加热和等离子发生设备中,其高频开关能力能够精确控制谐振电路的工作状态,实现高效的能量耦合与温度控制。此外,该模块也适用于高效率开关电源(SMPS)设计,尤其是千瓦级以上的服务器电源、电信整流器和激光电源等专业电源产品。
  由于其出色的热稳定性和抗干扰能力,GECA20-12G还可部署于航空航天、轨道交通和智能电网等高端工业场景中。例如,在铁路牵引系统中可用作辅助电源或斩波器模块;在智能配电网中则可用于固态断路器或动态电压调节器(DVR)中执行快速通断控制。总之,凡是对体积、重量、能效和运行温度有严格要求的电力电子装置,GECA20-12G都是一种极具竞争力的技术选择。

替代型号

GSFC20-12G
  CMF20120D
  CCS020M12CM2

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GECA20-12G参数

  • 标准包装60
  • 类别电源 - 外部/内部(非板载)
  • 家庭AC DC 转换器
  • 系列GECA20
  • 类型标准产品
  • 输出数1
  • 输出电压12V
  • 输入电压90 ~ 264VAC
  • 输出 - 1 @ 电流(最大)12 VDC @ 1.67A
  • 输出 - 2 @ 电流(最大)-
  • 输出 - 3 @ 电流(最大)-
  • 输出 - 4 @ 电流(最大)-
  • 功率(瓦特)20W
  • 电源类型开关(开放框架)
  • 应用商用
  • 安装类型底座安装
  • 尺寸/尺寸3.50" L x 2.00" W x 0.85" H(89.1mm x 51.0mm x 21.6mm)
  • 工作温度0°C ~ 45°C
  • 效率80%
  • 电源(瓦特)- 最大20W
  • 批准CE,CSA,EN,IEC,UL
  • 线路调节±0.5%
  • 负载调整±3%
  • 其它名称271-2496