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SIC MOSFET 驅動電路設計概述

放大字體??縮小字體 發布日期:2019-06-01 09:06:06 ??來源:新能源汽車網??編輯:全球新能源汽車網??瀏覽次數:338
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一、SIC MOSFET的特性

1、導通電阻隨溫度變化率較小,高溫情況下導通阻抗很低,能在惡劣的環境下很好的工作。

2、隨著門極電壓的升高,導通電阻越小,表現更接近于壓控電阻。

3、開通需要門極電荷較小,總體驅動功率較低,其體二極管Vf較高,但反向恢復性很好,可以降低開通損耗。

4、具有更小的結電容,關斷速度較快,關斷損耗更小。

5、開關損耗小,可以進行高頻開關動作,使得濾波器等無源器件小型化,提高功率密度。

6、開通電壓高于高于SI器件,推薦使用Vgs為18V或者20V,雖然開啟電壓只有2.7V,但只有驅動電壓達到18V~20V時才能完全開通。

7、誤觸發耐性稍差,需要有源鉗位電路或者施加負電壓防止其誤觸發。

圖1 ST公司SIC MOSFET參數

圖2 ST公司IGBT參數

二、SIC MOSFET對驅動的要求

1、觸發脈沖有比較快的上升速度和下降速度,脈沖前沿和后沿要陡。

2、驅動回路的阻抗不能太大,開通時快速對柵極電容充電,關斷時柵極電容能夠快速放電。

3、驅動電路能夠提供足夠大的驅動電流

4、驅動電路能夠提供足夠大的驅動電壓,減小SIC MOSFET的導通損耗。

5、驅動電路采用負壓關斷,防止誤導通,增強其抗干擾能力。

6、驅動電路整個驅動回路寄生電感要小,驅動電路盡量靠近功率管。

7、驅動電路峰值電流Imax要更大,減小米勒平臺的持續時間,提高開關速度。

三、SIC MOSFET驅動電路設計

對于有IGBT驅動電路設計經驗的工程師來說,SIC MOSFET驅動電路的設計與IGBT驅動電路的設計類似,可以在原來的驅動電路上進行修改參數進行設計。

驅動電源的設計

SIC MOSFET電源的設計,根據其特性,需要有負壓關斷和相比SI MOSFET較高的驅動電壓,一般設計電源為-6V~+22V,根據不同廠家的不同Datasheet大家選擇合適的電源正負電壓的設計,這里只給出一個籠統的設計范圍。可以將IGBT模塊驅動電源進行稍微修改使用在這里,比如,特斯拉在分立IGBT和SIC IGBT上都是用反激電源,具體電路參考歷史文章中對特斯拉Model S 與Model 3的硬件對比分析中,也可以使用電源模塊,比如國內做的比較好的金升陽的電源模塊,可以降低設計難度,但成本也會相應的升高。

驅動電路的設計

驅動芯片,英飛凌和ST都有相應的驅動芯片,并且原來英飛凌用于IGBT驅動的1ED系列和2ED系列都可以用在SIC MOSFET的驅動電路,如下圖所示,英飛凌對SIC MOSFET驅動IC的介紹,具體的參數朋友們可以參考英飛凌的Datasheet(注:不是在為誰打廣告,因為經常用英飛凌的產品,比較熟悉就拿出來對比)。

ST也有相應的門極驅動芯片,如Model 3上使用的STGAP1AS,具體的規格書大家可以參閱ST官網的Datasheet,或者回復本文題目:SIC MOSFET驅動電路設計概述,將會得到相應的Datasheet。

圖3 英飛凌驅動IC宣傳頁

圖4 ST驅動IC宣傳頁

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關鍵詞: mosfet 驅動電路 電路設計 英飛凌 電源


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