SiC MOS和 IGBT 電源開關基礎知識2024

一、IGBT和SiC電源開關基礎知識IGBT和SiC電源開關有哪些市場和應用？率越來越高并且尺寸越來越小。此類器件包括IGBT和SiCMOSFET，它們具有高電壓額定值、低導通和開關損耗，因此非常適合大功率應用。具體而言，總線電壓大于400V的應用要求650V，以留有足夠的裕度，從而確保安全運行。包括工業(yè)電機驅(qū)動器、電動汽車/混合動力汽車(EV/IGBT的應用具有相似的功率水平，但隨著頻率的增加而產(chǎn)生差異，如圖1所示。SiCMOSFET圖1：基于功率和頻率水平的功率半導體器件應用SiCMOSFET與硅(Si)MOSFET和IGBT相比有何系統(tǒng)優(yōu)勢？），SiC的材料特性可直接轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)級優(yōu)勢，包括更表1：功率器件材料特性SiMOSFET、SiIGBT和SiCMOSFET電源開關之間有何差異？的雙極特性，它們以低飽和電壓承載很大的電流，從而實現(xiàn)低導通損耗。MOSFET也具有低導通損耗，但MOSFET用于重視高效率的高頻應用。就器件類型而言，SiCMOSFET與SiMOSFET相似。不過材料，其特性允許這些器件在與IGBT相同的高功率水平下運行，同時仍然能夠以高頻率進行開關。這些轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)優(yōu)勢，包括更高的功率密度、更高的效率和更低的熱耗散。表2列出了這些器件之間的一些主表2：功率器件額定值和應用隔離式柵極驅(qū)動器特性隔離相比，TI的電容技術顯示了處理更高高電壓應用為何需要隔離？許多系統(tǒng)包含低電壓和高電壓電路。這些電路相互連接，將所有控制和電源功能結合在一牽引逆變器的方框圖。這包括初級側(cè)的低電壓通信、控制和主電源電路。次級側(cè)具有高電壓電路擊防護。安全準則要求使用增強型隔離，這是基本隔離級別的兩倍，如何確定電源開關的驅(qū)動強度？=Cgd+Cgs，如圖6所示。柵極電荷表示為一段時間內(nèi)柵極電流的積分，并重新調(diào)整以求解所在該區(qū)域內(nèi)提供最大的驅(qū)動強度。柵極驅(qū)動器所需其中fsw是開關頻率，VDRV是驅(qū)動電壓。對于驅(qū)動電源開關而言，分離輸出為何比單個輸出更好？要計算驅(qū)動器可用的驅(qū)動電流，應使用施加的柵極高驅(qū)動強度為何對IGBT和SiCMOSFET有益？IGBT和SiCMOSFET在開關瞬變期間會因電壓和電流重疊而產(chǎn)生至超過Vth到最大驅(qū)動電壓VDRV期間（時間為ton）為器件在快速且高效地開關時，IGBT和SiCMOSFET耗保持最小死區(qū)時間為何對于電源系統(tǒng)運行而言至關重要？都沒有進行開關以避免任何潛在重疊的時間段，如圖12所示。有幾個因素可以影14所示。此外，上升和下降時間也可能影響這些信號的重疊。這些參數(shù)中最大的是最小定的誤差幅度。在電源系統(tǒng)中，保持最小死區(qū)時間以提高轉(zhuǎn)換器效率至關重要。在死區(qū)時響低傳播延遲為何對于高頻電源系統(tǒng)而言至關重要？由于SiCMOSFET等WBG器件，耗和安全性。傳播延遲定義為從輸入的50遲嚴格的器件至器件傳播延遲匹配為何至關重要？17所示），可將其放置在更靠近功率器件的位置。如果兩個驅(qū)動器具有高UVLO為何對于IGBT和SiCMOSFET電源開關的安全運行而言很重要？UVLO監(jiān)視柵極驅(qū)動器的電源引腳，以確保電壓保持在特定的閾值以上，從而確保正常工作。在次級側(cè)，UV流減小，因此當VGS較小時，開關損耗將增加，導通損耗對于系統(tǒng)性能而言至關重要，并且高度依賴于VGS。如圖19所示，當柵極電架構。SiCMOSFET和IGBT通常使用負電壓什么是輸入抗尖峰濾波器，它們?yōu)楹卧诖蠊β蕬弥泻苤匾?？如果兩個器件在半橋中互補開關，則在其意外地同時導通時，到干擾。干擾抑制通常約為20-30ns，相應開關頻率為50MHz，該頻率不接近于IGBT或SiCMO柵極驅(qū)動器中集成抗尖峰脈沖濾波器可改善高噪聲環(huán)境中的驅(qū)動器性能，并保護器件什么是互鎖保護及其如何在驅(qū)動器中實現(xiàn)？IGBT或SiCMOSFET對它們在其中運行的系統(tǒng)的運行至關重要，生擊穿并導致大電流尖峰和潛在的故障。如果死區(qū)時間計算不正確（過短、驅(qū)動器之間的傳播延橋器為何在電源轉(zhuǎn)換器中感應溫度？時降低功率，然后在溫度超過最大閾值時完全關閉轉(zhuǎn)換器。為此，使用溫度傳感器來監(jiān)量并隨著時間的推移而退化。當降低散熱器設計的成本時，高度精確的測量還提供了裕度空什么是CMTI，如何進行測量？點為基準時，如圖28所示。因此，驅(qū)動器需要能夠承受高于額定水平的CMTI，以防止低壓圖隔離式感應為何很重要，它需要達到多高的精度？常運行。如圖29所示，可以測量系統(tǒng)中的各種信號，包括相電流、電壓和溫度。出于測量相電流，其中參考節(jié)點位于逆變器的開關節(jié)點上。如果未隔離此信號，則控制側(cè)將看到V），IGBT和SiC保護基礎知識什么是dv/dt引起的導通？IGBT和SiCMOSFET通常用于大功率逆變器、轉(zhuǎn)換器和電Vds或dv/dt的快速增加導致電流流過），內(nèi)部米勒鉗位與外部米勒鉗位之間有何差異？如果該電流足夠大，則米勒鉗位不會對驅(qū)動器性能產(chǎn)生太大的影響。外部米勒鉗位由驅(qū)動什么是短路電流？到限制，可能達到破壞性的水平。短路可能由各種原因?qū)е拢ń泳€不良、過載情片中產(chǎn)生大量的熱耗散。在圖37中，VDC檢測短路的方法有哪些？可以通過多種方法來檢測短路。方法的選擇取決于功率器件的類型、系統(tǒng)電壓和電流額快速短路反饋為何至關重要？），間tp之間的關系（采用變化的占空比D）。熱阻至關重要，因為它定義了裸片的熱容量。阻在正常運行期間，VDESAT>Vce。當VDE圖如圖42所示，首先是電流上升，然后電壓下降。DESAT在導通狀態(tài)期間檢測電壓Vce或V如何為IGBT設計去飽和電路？準電壓，該基準電壓在具有集成DESAT保護功能的柵極驅(qū)動器中設置。實際檢測電壓可以根據(jù)消隱電阻器R檢測IGBT的去飽和為何比檢測SiC的去飽和更有意義？DESAT是最常見的過電流保護電路，去飽和電壓沒有明確定義的范圍。因此，為IGBT更短的SCWT并且開關速度更快，因此時序至關重