模拟技术
本文的关键要点
・通过采取措施防止SiC MOSFET中栅极-源极间电压的负电压浪涌,来防止SiC MOSFET的LS导通时,SiC MOSFET的HS误导通。
・具体方法取决于各威廉希尔官方网站 中所示的对策威廉希尔官方网站 的负载。
・如果栅极驱动IC没有控制功能,则很难通过米勒钳位进行抑制。
・作为米勒钳位的代替方案,通过结合使用钳位肖特基势垒二极管和误导通抑制电容器,与正浪涌之间取得平衡,从而达到优化的目的。
继上一篇“正电压浪涌对策”之后,本文将会通过示例来看针对负电压浪涌的对策及其效果。
关于SiC功率元器件中栅极-源极间电压产生的浪涌,在之前发布的Tech Web基础知识 SiC功率元器件 应用篇的“SiC MOSFET:桥式结构中栅极-源极间电压的动作”中已进行了详细说明。
负电压浪涌对策
右图显示了同步升压威廉希尔官方网站 中LS关断时栅极-源极电压的行为,该图在之前的文章中也使用过。要想抑制事件(IV),即HS(非开关侧)的VGS的负浪涌,正如在上一篇文章“浪涌抑制威廉希尔官方网站 ”的表格中所总结的,采用浪涌抑制威廉希尔官方网站 的米勒钳位用MOSFET Q2、或钳位用SBD(肖特基势垒二极管)D3是很有效的方法(参见下面的验证威廉希尔官方网站 )。
下面的威廉希尔官方网站 是上一篇中用来验证正浪涌对策的抑制威廉希尔官方网站 。使用“(a)无抑制威廉希尔官方网站 、(b)仅有米勒钳位用的MOSFET(Q2)、(c)仅有钳位用的肖特基势垒二极管、(d)仅有误导通抑制电容器C1”这四种威廉希尔官方网站 ,通过“双脉冲测试”确认了VGS的浪涌电压。
下面是双脉冲测试中关断时的波形、从上到下依次显示了开关侧栅极-源极电压(VGS_HS)、非开关侧栅极-源极电压(VGS_LS)、漏极-源极电压(VDS)和漏极电流(ID)。图中一并列出了前述的抑制威廉希尔官方网站 (a)、(b)、(c)、以及同时具备抑制威廉希尔官方网站 (b)和(c)的威廉希尔官方网站 (e)的波形。
从这个波形图中可以看出,除了没有对策威廉希尔官方网站 的(a)外,其他任何一个抑制威廉希尔官方网站 都可以消除负浪涌。
接下来,请看仅连接了误导通抑制电容器C1的验证威廉希尔官方网站 (d)在双脉冲测试中的关断波形。威廉希尔官方网站 图与上面给出的威廉希尔官方网站 图一样。波形(a)是没有C1的比较用波形,波形(b)、(c)和(d)是有C1、C1分别为2.2nF、3.3nF和4.7nF时的波形。与不加C1的(a)相比,加了C1的波形(b)、(c)、(d)中,VGS_LS的负浪涌略有降低,但效果并不明显。因此,作为对策,需要从抑制威廉希尔官方网站 (b)和(c)中作出选择,但由于(c)不能抑制正浪涌,所以最终选择(b)。如果米勒钳位控制困难且无法选择抑制威廉希尔官方网站 (b),则需要通过结合使用(c)和(d)来测试和优化整个系的效率。
审核编辑:汤梓红
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