【中國傳動網(wǎng) 技術(shù)前沿】 近年來,以碳化硅、氮化鎵材料為代表的第三代寬禁帶功率半導(dǎo)體器件越來越受到客戶的追捧。特別是碳化硅材料的MOSFET、肖特基二極管,以其寬帶隙,高電場強(qiáng)度,良好散熱特性,以及高可靠性等特點(diǎn),為客戶的產(chǎn)品帶來高效率,高頻率,小體積,降低系統(tǒng)成本等效益,廣泛應(yīng)用于光伏發(fā)電,新能源汽車,通信基站電源,充電樁,高鐵,電網(wǎng)輸電等領(lǐng)域。
業(yè)界領(lǐng)先的碳化硅制造商Wolfspeed(ACreeCompany),推出650V~15kV的SiCMOSFET器件,憑借其優(yōu)越的性能、可靠的品質(zhì)以及強(qiáng)有力的技術(shù)支持,贏得了客戶的信賴,成為引領(lǐng)市場發(fā)展的產(chǎn)品。其中,650V~1700V的分立器件SiCMOSFET尤其受到歡迎。
碳化硅MOSFET擁有超低的開關(guān)損耗,僅為硅IGBT十分之一,快速開關(guān)的特性意味著可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高頻化和小型化,并提高效率。
高壓及超快的開關(guān)速度帶來的超高di/dt,dv/dt,會通過系統(tǒng)的雜散電感,電容形成干擾,對設(shè)計(jì)工程師帶來了新的挑戰(zhàn)。原有的SiMOSFET應(yīng)用設(shè)計(jì)理論還會適用,然而一些在硅器件開關(guān)速度的環(huán)境下是微不足道的參數(shù),卻會在高速的SiC器件應(yīng)用中產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。
SiCMOSFET的門極是一個耐壓非對稱體,以行業(yè)龍頭Wolfspeed器件為例,其第二代SiCMOSFET的耐受電壓為+25/-10V,推薦工作電壓為+20/-5V,其中閾值電壓最小僅為+2.0V,與傳統(tǒng)SiMOSFET,IGBT完全不兼容。改進(jìn)后第三代的耐受電壓為+19/-8V,推薦工作電壓為+15/-4V,其中最小閾值電壓下降到了+1.7V(如下圖所示)。在碳化硅MOSFET的閾值電壓非常低,在超快速的di/dt,dv/dt下,為了避免高速開關(guān)帶來的串?dāng)_,譬如誤開通,門極超壓,直通短路等,需要在SiCMOSFET驅(qū)動設(shè)計(jì)上做一些必要的改進(jìn)。
SiCMOSFET與傳統(tǒng)MOSFET的門極耐受電壓及閾值電壓對比
為了讓客戶能夠更快速地,更容易地使用并熟悉SiCMOSFET以及其驅(qū)動的性能及特性,深圳市鵬源電子有限公司新推出的【α】系列驅(qū)動核(APD06XXXA1C-17),是專門為Wolfspeed公司的一系列分立SiCMOSFET設(shè)計(jì)的簡單易用驅(qū)動器。
【α】系列驅(qū)動核具有短路保護(hù),米勒鉗位,過溫保護(hù),欠壓保護(hù)等優(yōu)異特性,有簡單易用的集成驅(qū)動電源版本和性價(jià)比極高的外置驅(qū)動電源版本可供不同客戶需要進(jìn)行選擇,目前集成驅(qū)動電源版本已經(jīng)可以供貨。為了針對第二代和第三代SiCMOSFET的應(yīng)用,【α】驅(qū)動核目前推出APD06204A1C-17(+20V/-4),APD06153A1C-17(+15V/-3V)兩個型號,可兼容Wolfspeed650V~1700V單管SiCMOSFET,支持500kHz的開關(guān)頻率,以及100kV/us的高dv/dt抗干擾能力。
同時(shí),為了讓我們的客戶更加快速地了解和評估SiCMOSFET以及驅(qū)動核的動態(tài)特性,鵬源電子也推出了可用于測量SiCMOSFET動態(tài)開關(guān)特性的評估板,可搭配驅(qū)動核一起使用。
客戶可以在此評估板上測量SiCMOSFET的開關(guān)特性,例如門極參數(shù)Rg等改變對di/dt,dv/dt,Vdsspike等的影響,Snubber吸收電路參數(shù)對震蕩的影響,SiC的短路特性及驅(qū)動短路保護(hù)功能等等。該評估板和驅(qū)動核現(xiàn)已公開發(fā)售。
評估板套件(內(nèi)含2pcsSiCMOSFET,2pcs驅(qū)動核)售價(jià)RMB3,600/kit
SiCMOSFET短路保護(hù)波形