一种智能的碳化硅MOSFET驱动核及驱动请求与特征详解-KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2020-04-27
在SiC MOSFET的开辟与利用方面，与不异功率品级的Si MOSFET比拟，SiC MOSFET导通电阻、开关消耗大幅降落，合用于更高的任务频次，另因为其低温任务特征，大大进步了低温不变性。
最近几年来，以碳化硅、氮化镓资料为代表的第三代宽禁带功率半导体器件愈来愈遭到客户的追捧。出格是碳化硅资料的MOSFET、肖特基二极管，以其宽带隙，高电场强度，杰出散热特征，和高靠得住性等特色，为客户的产物带来高效力，高频次，小体积，降落体系本钱等效益，普遍利用于光伏发电，新动力汽车，通讯基站电源，充电桩，高铁，电网输电等范畴。
业界抢先的碳化硅制作商Wolfspeed（A Cree Company），推出650V～15kV的SiC MOSFET器件，凭仗其优胜的机能、靠得住的品德和强无力的手艺撑持，博得了客户的相信，成为引领市场成长的产物。此中，650V～1700V的分立器件SiC MOSFET特别遭到接待。
碳化硅MOSFET具备超低的开关消耗，仅为硅IGBT很是之一，疾速开关的特征象征着能够或许或许完成体系的高频化和小型化，并进步效力。
高压及超快的开关速率带来的超高di/dt，dv/dt，会经由过程体系的杂散电感，电容构成搅扰，对设想工程师带来了新的挑衅。原本的Si MOSFET利用设想实际还会合用，但是一些在硅器件开关速率的情况下是微缺乏道的参数，却会在高速的SiC器件利用中发生相当主要的影响。
SiC MOSFET的门极是一个耐压非对称体，以行业龙头Wolfspeed器件为例，其第二代SiC MOSFET的耐受电压为+25/-10V，保举任务电压为+20/-5V，此中阈值电压最小仅为+2.0V，与传统Si MOSFET，IGBT完整不兼容。改良后第三代的耐受电压为+19/-8V，保举任务电压为+15/-4V，此中最小阈值电压降落到了+1.7V（以下图所示）。在碳化硅MOSFET的阈值电压很是低，在超疾速的di/dt，dv/dt下，为了避免高速开关带来的串扰，比方误守旧，门极超压，纵贯短路等，须要在SiC MOSFET驱动设想上做一些须要的改良。
SiC MOSFET与传统MOSFET的门极耐受电压及阈值电压对照
为了让客户能够或许或许更疾速地，更轻易地利用并熟习SiC MOSFET和其驱动的机能及特征，深圳市鹏源电子无限公司新推出的【α】系列驱动核（APD06XXXA1C-17），是特地为Wolfspeed公司的一系列分立SiC MOSFET设想的简略易用驱动器。
【α】系列驱动核具备短路掩护，米勒钳位，过温掩护，欠压掩护等优良特征，有简略易用的集成驱动电源版本和性价比极高的外置驱动电源版本可供差别客户须要停止挑选，今朝集成驱动电源版本已能够或许或许供货。为了针对第二代和第三代SiC MOSFET的利用，【α】驱动核今朝推出APD06204A1C-17（+20V/-4），APD06153A1C-17（+15V/-3V）两个型号，可兼容Wolfspeed 650V～1700V单管SiC MOSFET，撑持500kHz的开关频次，和100kV/us的高dv/dt抗搅扰才能。
1、导通电阻随温度变更率较小，低温情况下导通阻抗很低，能在卑劣的情况下很好的任务。
2、跟着门极电压的降落，导通电阻越小，表现更接近于压控电阻。
3、守旧须要门极电荷较小，整体驱动功率较低，其体二极管Vf较高，但反向规复性很好，能够或许或许降落守旧消耗。
4、具备更小的结电容，关断速率较快，关断消耗更小。
5、开关消耗小，能够或许或许停止高频开关举措，使得滤波器等无源器件小型化，进步功率密度。
6、守旧电压高于高于SI器件，保举利用Vgs为18V或20V，固然开启电压只要2．7V，但只要驱动电压到达18V～20V时才能完整守旧。
7、误触发耐烦稍差，须要有源钳位电路或施加负电压避免其误触发。
1、触发脉冲有比拟快的回升速率和降落速率，脉冲前沿和后沿要陡。
2、驱动回路的阻抗不能太大，守旧时疾速对栅极电容充电，关断时栅极电容能够或许或许疾速放电。
3、驱动电路能够或许或许供给充足大的驱动电流
4、驱动电路能够或许或许供给充足大的驱动电压，减小SIC MOSFET的导通消耗。
5、驱动电路接纳负压关断，避免误导通，加强其抗搅扰才能。
6、驱动电路全部驱动回路寄生电感要小，驱动电路尽可能接近功率管。
7、驱动电路峰值电流Imax要更大，减小米勒平台的延续时候，进步开关速率。
对有IGBT驱动电路设想经历的工程师来讲，SIC MOSFET驱动电路的设想与IGBT驱动电路的设想近似，能够或许或许在本来的驱动电路上停止点窜参数停止设想。
SIC MOSFET电源的设想，按照其特征，须要有负压关断和比拟SI MOSFET较高的驱动电压，普通设想电源为－6V～＋22V，按照差别厂家的差别Datasheet大师挑选适合的电源正负电压的设想，这里只给出一个抽象的设想规模。能够或许或许将IGBT模块驱动电源停止略微点窜利用在这里，比方，特斯拉在分立IGBT和SIC IGBT上都是用反激电源，详细电路参考汗青文章中对特斯拉Model S 与Model 3的硬件对照阐发中，也能够或许或许利用电源模块，比方国际做的比拟好的金升阳的电源模块，能够或许或许降落设想难度，但本钱也会响应的降落。
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