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SiC功率元器件

全SiC功率模块

应用要点: 专用栅极驱动器和缓冲模块的效果

作为应用全SiC模块的应用要点,本文将在上一篇文章中提到的缓冲电容器基础上,介绍使用专用栅极驱动器对开关特性的改善情况。

全SiC模块的驱动模式与基本结构

这里会针对下述条件与电路结构,使用缓冲电容器与专用栅极驱动器进行特性对比。在电路构成中,有上次介绍过的电解电容器和薄膜电容器。在不使用专用栅极驱动器时,作为栅极误导通对策,增加微法级的CGS,对VGS施加-5V作为负偏压(搭载第二代SiCMOSFET的全SiC模块)。

全SiC模块评估用专用栅极驱动板和陶瓷缓冲电容器模块

下面这些就是上述基本构成中所用的专用栅极驱动器与缓冲电容器,用来进行全SiC模块的评估。

下面是实际安装后的实机。

专用栅极驱动器和缓冲模块的效果

首先来看有/无专用栅极驱动器和缓冲模块条件下导通时的波形比较。

按从上到下的顺序依次是ID、VD、VG,红色线和橙色线是安装了专用栅极驱动器和缓冲模块后的波形,蓝色线和绿色线则是未安装时的波形。从波形可以很明显地看出,浪涌和振铃得到了很好的抑制。

接下来是关断时的波形。

同样,浪涌和振铃也得到了了显著抑制。

在损耗方面,Eon的损耗从4.3mJ增加到5.3mJ,Eoff的损耗从5.3mJ减少到3.8mJ。这是因为随着会产生影响的电感值变小,Eon增加,Eoff减小。按总损耗(Eon + Eoff)来比较,当前损耗减少了0.4mJ。

总之,为了充分运用并发挥全SiC模块的性能,增加一个缓冲电路并使用专门设计的栅极驱动器可以说是非常好的方法。到目前为止,我们已经以“全SiC模块的的应用要点”为题,探讨了栅极驱动、缓冲电路的效果,本次又对专用栅极驱动器进行了介绍。基于这些补充型部件/电路部分及其评估而进行调整,是以非常高的速度进行高电压和大电流切换的关键。尤其在电路设计的初步评估阶段,使用评估板等工具可使开发工作顺利进行。

关键要点:

・使用专用栅极驱动器和缓冲模块,可显著抑制浪涌和振铃。

・在损耗方面,Eon增加,Eoff減少。按总损耗(Eon + Eoff)来比较,当前损耗减少。