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适合于碳化硅(SiC)应用的高集成度驱动器解决方案  20221031145659.pdf

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上传时间：2022-10-31 14:10:20  资料大小：1.32 MB

说明：

近期，碳化硅功率半导体越来越受欢迎，这正是电动汽车和可再生能源等重要新市场发展迅速但面临挑战的局面所导致的。当然，现有的功率半导体应用也变得更加苛刻。碳化硅的关键优势在于其高介电击穿场强，相较于具有相同耐压的硅IGBT模块，它可以生产出具有明显更快的开关速度和更低的传导损耗的功率模块。

这就是为什么全SiC功率模块被指定用于耐压范围为600V至3300V的大功率应用的原因。当然，与任何颠覆性技术一样，也存在实施挑战。

为了在实际应用中发挥全SiC功率模块的所有优势，门极驱动器电路设计比以往任何时候都更具挑战性，需要解决三个主要问题。首先，SiC器件具有更快的漏极电流斜率dID/dt，加上给定的系统杂散电感，可能导致更高的过冲电压峰值和振荡。其次，SiC功率模块承受短路电流的能力远低于硅IGBT。IGBT具有较大的结构，通常可以处理长达10µs的退饱和，而SiC器件的最大退饱和时间限制在3到4µs。与之相关的问题是，快速检测也会增加错误检测的风险。

最后一个问题是，由于SiC MOSFET相对较新，目前还没有行业标准（约定俗成或其他的）SiC架构，因此门极驱动电压因SiC类型和制造商而异。与市场上大多数的门极-发射极电压电平约为-10V/+15V的硅IGBT模块不同，全SiC功率模块门极-源极电压电平的合理值高度依赖于其制造工艺。因此，除非设计工程师能接受大量成对的SiC驱动器，否则就需要采取一种调整驱动器以匹配VGS要求的方法。

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