SiC MOSFET保护技术及振荡问题研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:study_sky
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随着第三代半导体的逐步商业化,未来替代硅基功率器件已经成为了趋势。SiC MOSFET良好的高温、高压和高开关速度特性成为了取代Si IGBT和Si MOSFET的主力军,提高了电力电子设备的功率密度,损耗大大减小。本文针对SiC MOSFET功率模块(CAS300M177BM2)进行了驱动电路设计,所设计的驱动电路具有隔离、功率放大、短路保护、软关断、欠压保护、死区和互锁等功能,采用CPLD进行信号处理和故障处理。详细分析了双脉冲测试原理,为准确测量开关器件在特定的电压电流等级下的开关瞬态过程提供了方案。设计了应用于小功率封装的SiC MOSFET的低寄生参数的双脉冲平台。基于饱和压降的短路保护检测方案是简单可靠的,在应用于SiC MOSFET的保护时,详细分析了原理以及参数选择,使短路保护延迟大大降低。对有源钳位方案进行了研究,提出了适用于SiC MOSFET的有源钳位电路,防止了短路关断后的二次开通问题,分析了吸收电容在短路关断时的影响。讨论研究了软关断方案,采用两级驱动电压关断的方案。以半桥电路为例,分析寄生参数的影响,对开关过程中,由功率回路中的寄生参数引起的电压振荡通过建立模型和定量分析,研究了开关速度对开通时对端开关管的过压影响,确保对开关性能影响不大的情况下,尽量减小过冲电压。探究了驱动回路的振荡问题,驱动回路和功率回路的公共部分对栅极振荡带来了巨大影响,定性分析了其机理,提出抑制措施。
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