硅IGBT與碳化硅MOSFET驅(qū)動(dòng)兩者電氣參數(shù)特性差別較大，碳化硅MOSFET對(duì)于驅(qū)動(dòng)的要求也不同于傳統(tǒng)硅器件，主要體現(xiàn)在GS開(kāi)通電壓、GS關(guān)斷電壓、短路保護(hù)、信號(hào)延遲和抗干擾幾個(gè)方面，具體如下：
01 開(kāi)通關(guān)斷 對(duì)于全控型開(kāi)關(guān)器件來(lái)說(shuō)，配置合適的開(kāi)通關(guān)斷電壓對(duì)于器件的安全可靠具有重要意義： 要求開(kāi)通電壓典型值15V； 要求關(guān)斷電壓值范圍-5V~-15V，客戶(hù)根據(jù)需求選擇合適值，常用值有-8V、-10V、-15V； 優(yōu)先穩(wěn)定正電壓，保證開(kāi)通穩(wěn)定。
2）碳化硅MOSFET：不同廠家碳化硅MOSFET對(duì)開(kāi)關(guān)電壓要求不盡相同：
要求開(kāi)通電壓較高22V~15V；
要求關(guān)斷電壓較高-5V~-3V；
優(yōu)先穩(wěn)負(fù)壓，保證關(guān)斷電壓穩(wěn)定；
增加負(fù)壓鉗位電路，保證關(guān)斷時(shí)候負(fù)壓不超標(biāo)。
02 短路保護(hù)
開(kāi)關(guān)器件在運(yùn)行過(guò)程中存在短路風(fēng)險(xiǎn)，配置合適的短路保護(hù)電路，可以有效減少開(kāi)關(guān)器件在使用過(guò)程中因短路而造成的損壞。與硅IGBT相比，碳化硅MOSFET短路耐受時(shí)間更短。
1）硅IGBT：
硅IGBT的承受退保和短路的時(shí)間一般大于10μs，在設(shè)計(jì)硅IGBT的短路保護(hù)電路時(shí)，建議將短路保護(hù)的檢測(cè)延時(shí)和相應(yīng)時(shí)間設(shè)置在5-8μs較為合適。
2）碳化硅MOSFET
一般碳化硅MOSFET模塊短路承受能力小于5μs，要求短路保護(hù)在3μs以?xún)?nèi)起作用。采用二極管或電阻串檢測(cè)短路，短路保護(hù)最短時(shí)間限制在1.5μs左右。
03 碳化硅MOSFET驅(qū)動(dòng)的干擾及延遲
在高壓大電流條件下進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，器件開(kāi)關(guān)會(huì)產(chǎn)生高dv/dt及di/dt，對(duì)驅(qū)動(dòng)器電路產(chǎn)生影響，提高驅(qū)動(dòng)電路的抗干擾能力對(duì)系統(tǒng)可靠運(yùn)行至關(guān)重要，可通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：
輸入電源加入共模扼流圈及濾波電感，減小驅(qū)動(dòng)器EMI對(duì)低壓電源的干擾；
次邊電源整流部分加入低通濾波器，降低驅(qū)動(dòng)器對(duì)高壓側(cè)的干擾；
采用共模抗擾能力達(dá)到100kV/μs的隔離芯片進(jìn)行信號(hào)傳輸；
采用優(yōu)化的隔離變壓器設(shè)計(jì)，原邊與次邊采用屏蔽層，減小相互間串?dāng)_；
米勒鉗位，防止同橋臂管子開(kāi)關(guān)影響。
2）低傳輸延遲
通常情況下，硅IGBT的應(yīng)用開(kāi)關(guān)頻率小于40kHZ，碳化硅MOSFET推薦應(yīng)用開(kāi)關(guān)頻率大于100kHz，應(yīng)用頻率的提高使得碳化硅MOSFET要求驅(qū)動(dòng)器提供更低的信號(hào)延遲時(shí)間。碳化硅MOSFET驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸延遲需小于200ns，傳輸延遲抖動(dòng)小于20ns，可通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)：
采用數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)芯片，可以達(dá)到信號(hào)傳輸延遲50ns，并且具有比較高的一致性，傳輸抖動(dòng)小于5ns；
選用低傳輸延時(shí)，上升下降時(shí)間短的推挽芯片。
總之，相比于硅IGBT，碳化硅MOSFET在提升系統(tǒng)效率、功率密度和工作溫度的同時(shí)，對(duì)于驅(qū)動(dòng)器也提出了更高要求，為了讓碳化硅MOSFET更好的在系統(tǒng)中應(yīng)用，需要給碳化硅MOSFET匹配合適的驅(qū)動(dòng)。
接下來(lái)介紹基本半導(dǎo)體碳化硅MOSFET及驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品
碳化硅驅(qū)動(dòng)
1、半橋兩并聯(lián)功率單元
2、通用型驅(qū)動(dòng)核 3、電源模塊
