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SiC MOSFET系统振荡与降低损耗的权衡

   
    发布日期:2020-11-09         
阅读:100     
 
 

SiC MOSFET 因为在开关速度、耐压值、导通电阻、抗辐射能力、耐高温能力、降低系统损耗等方面的出色性能获得广泛关注。大量研究工作集中在 SiC MOSFET 建模、驱动电路设计、系统效率研究、电机驱动前瞻性研究等。SiC MOSFET 建模从早期物理特性建模到现在的变温度参数建模方法,已经越来越简单便捷,得到业界的普遍认可;驱动电路设计的研究重点则集中在加快驱动速度、增强关断可靠性、减小驱动电路寄生电感影响、过流保护设计等;系统效率研究的重点在于如何使 SiC MOSFET 与 SiC JBD 更好地配合起来,以减小开关损耗;SiC MOSFET 特别适用于电机驱动,尤其是超高速电机的应用,然而,目前与 SiC MOSFET 电机驱动有关的工作大多还未涉及系统级的研究。文献[1]利用纯电感负载代替电机做相关特性研究,文献[2]指出采用异步机为负载时,SiC MOSFET 的性能变差,同时详细分析了电缆参数对器件性能的影响,以及各组桥臂工作时的相互影响。

SiC MOSFET 作为一种高速器件,对寄生参数敏感,所以研究寄生参数对器件性能的影响是十分必要的。源极引线电感既在主电路中又在驱动电路中,使主电路与驱动电路产生耦合,部分文献关注于源极引线电感对系统性能的影响及源极引线电感减少方法上[3]。文献[4]阐述了源极电感和母线电感对 MOSFET 开关性能的影响。Keiji Wada 等对母线电感设计方法做了详尽的研究,包括母线电感简化分析方法、母线电感设计依据等[5][6][7]。但是以上所有文章都没有讨论由于控制板输出信号不可靠以及系统寄生参数导致的系统剧烈振荡现象

本文重点分析了 SiC MOSFET 在双脉冲测试时的工作情况。通过实验得出系统寄生参数及控制板输出信号的不可靠会使 SiC MOSFET 在开通过程中产生剧烈振荡现象。采用驱动电阻与铁氧体磁珠相互配合的方法, 终在系统振荡与损耗之间取得一个权衡。

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