SiC MOSFET电路大功率多管并联实例及设计要点

随着新能源技术的快速发展,对大功率半导体器件的需求日益增加。特别是在可再生能源领域,需要能够承载巨大电流的功率器件。然而,由于生产成本、技术难度以及市场需求等因素的限制,单一的大功率半导体器件往往难以满足这些应用的需求。因此,大功率IGBT和SiC MOSFET的并联设计成为了一种有效的解决方案。

SiC 功率电子器件的主要优点是开关频率高、导通损耗低、效率更高且热管理系统更简单。与硅基转换器相比,由于 SiC 功率系统具有这些优势,因此能够在要求高功率密度的应用(如太阳能逆变器、储能系统(ESS)、不间断电源 (UPS) 和电动汽车)中优化性能。

但是,由于高电压转换速率 (dv/dt) 和电流转换速率 (di/dt) 是 SiC 功率器件的固有特性,使其与硅基电路相比,这些电路对串扰、误导通、寄生谐振和电磁干扰 (EMI) 更为敏感。将功率 MOSFET 并联时,设计人员必须更密切地注意如何最大限度降低这些影响,因为器件之间的电流分配不均会影响性能。

例如,在开关瞬变过程中,在并联中增加一个器件会使 di/dt 倍增,从而可能导致更大的电压过冲。此外,任何寄生电感都可能产生与反馈机制耦合的谐振,从而只会使电流不平衡的情况变得更糟。在这种情况下,PCB 设计人员必须特别注意要降低寄生电感。

SiC MOSFET电路大功率多管并联实例及设计要点

SiC MOSFET电路大功率多管并联实例及设计要点

SiC MOSFET第三代半导体材料,是一种宽禁带半导体(禁带宽度>2eV,而SI禁带宽度仅为1.12eV),因其具有宽带隙、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度等特点,适用于高温、高频、大功率等应用场合。

1、要求驱动器具有更高的门极峰值输出电流、更高的dv/dt耐受能力。

2、要求驱动器的传播延迟很低且抖动量很小,以便有效传递高开关频率下的非常短的脉冲。

3、要求驱动器具有双路输出端口。

4、支持高开关频率(开关频率至少支持400KHz)

5、支持高安全隔离电压

6、3-5V的负压关断,开启要18V-20V。

碳化硅N沟道功率MOSFET与硅MOSFET和硅IGBT解决方案相比,提高了性能,同时降低了高压应用的总成本。SiC MOSFET具有高效率,可实现更轻、更紧凑的系统,并具有更高散热能力和更低开关损耗。

文章来源:KIA MOS管

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