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由于碳化硅（SiC）MOSFET具有高頻、低損耗、高耐溫特性，在提升新能源汽車(chē)逆變器效率和功率密度方面具有巨大優(yōu)勢。對于SiC MOSFET功率模塊，研究大電流下的短路保護問(wèn)題、高開(kāi)關(guān)速度引起的驅動(dòng)振蕩問(wèn)題尤為重要。針對這些問(wèn)題，設計了大電流下SiC MOSFET功率模塊的驅動(dòng)器，包括電源電路、功率放大電路、短路保護電路、有源米勒鉗位電路和溫度檢測電路。在分析了驅動(dòng)振蕩機理后，通過(guò)有限元軟件提取了驅動(dòng)回路的寄生電感，優(yōu)化驅動(dòng)回路布局，使得開(kāi)通與關(guān)斷回路雜散電感分別降低到 6.50 nH和 5.09 nH。最后，以Cree公司的1 200 V/400 A CAB400M12XM3功率模塊為測試對象，利用雙脈沖實(shí)驗驗證了所設計驅動(dòng)電路的合理性及短路保護電路的可靠性，對于800 A的短路電流，可以在1.640 μs內實(shí)現快速短路保護。 (碳化硅功率模塊（SiC MODULE）大電流下的驅動(dòng)器研究https://pan.baidu.com/s/1uvdZogcAa28cFXC0hyoBXA提取碼cwrk) 隨著(zhù)電力電子技術(shù)的發(fā)展，高耐壓、高效率、高結溫已成為電力電子器件技術(shù)的發(fā)展趨勢[1]。與傳統的 IGBT 相比，第三代寬禁帶半導體器件SiC MOSFET 在高開(kāi)關(guān)速度、高耐壓、低損耗等方 面具有優(yōu)勢，已成為近年來(lái)新的研究熱點(diǎn)。電動(dòng)汽車(chē)要求電驅動(dòng)系統具有高功率密度、高效率、高工作溫度以及高可靠性，SiC MOSFET 在電驅動(dòng)系統中的優(yōu)勢與潛力，為電動(dòng)汽車(chē)小型化、輕量化的發(fā)展注入了新的動(dòng)力[3-4]。然而，SiC MOSFET 的高頻、高速開(kāi)關(guān)速度特性，使其對驅動(dòng)回路與功率回路的寄生參數敏感度增大，在開(kāi)關(guān)過(guò)程中更易產(chǎn)生電壓電流的過(guò)沖和振鈴，引發(fā)電磁干擾問(wèn)題，也會(huì )導致橋臂串擾和驅動(dòng)振蕩問(wèn)題，嚴重威脅電驅動(dòng)系統的安全[5-6]。文獻[7]設計了 SiC MOSFET 的驅動(dòng)電路，通過(guò)在器件柵極和源極兩端并聯(lián)電容，減慢開(kāi)關(guān)速度，在犧牲效率的情況下，避免了橋臂串擾引起的驅動(dòng)振蕩問(wèn)題。但是該研究只是針對電流等級比較小的單管 SiC MOSFET 設計的驅動(dòng)電路，而隨著(zhù)電流等級的增加，橋臂串擾、驅動(dòng)振蕩以及短路保護問(wèn)題會(huì )變得嚴峻，有必要對大功率SiC功率模塊的可靠驅動(dòng)進(jìn)行研究。文獻[8]設計了一種 SiC MOSFET 快速保護電路，利用分流器檢測法檢測短路電流，雖然可以實(shí)現快速保護，但是串聯(lián)的電阻會(huì )增加損耗。文獻[9]采用分立器件搭建了一種 SiC MOSFET 高溫驅動(dòng)電路，高溫驅動(dòng)下效果較好，但是分立器件增加成本的同時(shí)也增加了故障率。文獻[10]設計了一種柵極有源鉗位電路來(lái)抑制橋臂串擾問(wèn)題，但是實(shí)驗驗證使用的 SiC MOSFET 仍然為小功率的單管器件，對于在大功率SiC功率模塊中的實(shí)際應用效果沒(méi)有進(jìn)行實(shí)驗驗證。本文針對大電流 SiC MOSFET功率模塊的驅動(dòng)與保護問(wèn)題，設計了一款驅動(dòng)器。采用高可靠性、高抗擾性能的電源及驅動(dòng)芯片設計驅動(dòng)電路，增加共模電感提高驅動(dòng)電路抗擾性能，設計短路保護電路實(shí)現對大電流短路故障的快速響應。通過(guò)對 SiC MOSFET 驅動(dòng)振蕩機理的分析，指出優(yōu)化驅動(dòng)回路PCB走線(xiàn)布局，減小驅動(dòng)回路寄生電感是抑制振蕩的有效途徑。利用 AnsysQ3D Extractor 軟件提取驅動(dòng)回路寄生電感，進(jìn)而優(yōu)化驅動(dòng)電路布局。最后，通過(guò)雙脈沖實(shí)驗驗證驅動(dòng)電路設計的合理性，通過(guò)短路保護實(shí)驗驗證短路保護的快速性和可靠性。 1 驅動(dòng)及保護電路設計 SiC器件的高頻和高開(kāi)關(guān)速度特性會(huì )帶來(lái)一些特殊問(wèn)題。例如，高開(kāi)關(guān)速度引起的高dv/dt和di/dt會(huì )產(chǎn)生較大干擾，這些干擾很容易串入驅動(dòng)回路，使驅動(dòng)信號受到干擾。因此SiC MOSFET驅動(dòng) 電路設計的著(zhù)力點(diǎn)在于增強可靠性和抗干擾能力。1.1 電源電路設計為了保證功率器件可靠關(guān)斷，抑制橋臂串擾引起的誤開(kāi)通問(wèn)題，SiC MOSFET需要采用負壓關(guān)斷。采用高可靠性隔離電源模塊 MGJ2D121505SC將+12 V 的輸入電壓轉換為+15 V和-5 V。MGJ2系列 DC-DC 轉換器具有很高的隔離度和抗干擾性能，超低的耦合電容可以抑制干擾的影響。 |
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| 碳化硅MOS管650V-1200V-1700V-3300V-6500V。 - 工業(yè)/測控 - 電子工程網(wǎng) http://selenalain.com/thread-821142-1-1.html |
| 3300V碳化硅MOS業(yè)界領(lǐng)先的國產(chǎn)（SiC）功率器件 電子工程網(wǎng) http://selenalain.com/thread-857169-1-1.html |
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