驱动SiCMOSFET有多容易?

原创 英飞凌工业半导体 2024-07-11 18:37


认真学习本文,回答文末三个问题,即有机会获取评估板,自己上手做测试,体验英飞凌新一代驱动器的强大功能!


得益于宽禁带半导体的材料优势,SiC MOSFET在电力电子行业中的应用越来越广泛。SiC MOSFET很多性能与传统Si基器件不同,对驱动设计也提出了更高的要求。为了最大化利用SiC MOSFET的性能优势,驱动芯片的选择需要着重考虑如下几个方面:


1

更高的轨到轨电压

IGBT的驱动电压一般都是15V,而SiC MOSFET的推荐驱动电压各品牌并不一致,15V、18V、20V都有厂家在用。更高的门极驱动电压有助于降低器件导通损耗,SiC MOSFET的导通压降对门极电压的敏感性比IGBT更高,所以对SiC MOSFET使用高驱动电压的收益更大,具体分析可参考这篇文章(门极驱动正压对功率半导体性能的影响)。为了防止寄生导通,SiC MOSFET往往还需要负压关断。如果一个SiC MOSFET使用了Vgs=-5V~20V的门极驱动电压,那么就要求前级驱动芯片的输出电压至少是25V,再加一定的余量,一般取35V~40V之间比较合适。

2

更高的共模抑制比

SiC MOSFET是高频器件,不管是上升还是下降过程中的电压变化率dv/dt都远大于IGBT,这要求芯片本身具有较高的抗干扰度。常用于评估驱动芯片抗扰度的参数为共模抑制比CMTI,是衡量驱动芯片是否适用于SiC MOSFE的标准之一。

3

更高的绝缘等级

拓扑结构的不断发展需要引入新的电压等级。比如,2kV SiC MOSFET可将1500VDC光伏系统的拓扑结构从三电平简化至两电压,能够提高系统效率,但是随着电压的提升,需要驱动芯片具有更高的隔离电压和过电压等级。关于驱动芯片的绝缘等级定义和设计,可以参考浅谈驱动芯片的绝缘安规标准

4

抑制误触发

SiC MOSFET阈值电压相对IGBT低很多,英飞凌阈值电压大约是4.5V,而其他很多SiC MOSFET阈值电压仅有2~3V。再加上SiC MOSFET开关时dv/dt很高,SiC MOSFET寄生导通的风险就格外严峻。这就要求驱动芯片最好具有米勒钳位功能,或者是开通和关断分开的引脚,为关断过程设置小一些的门极电阻,也可有效降低米勒电容引起的门极电压抬升。关于SiC MOSFET寄生导通特性,可参考下面文章分立式CoolSiC™MOSFET的寄生导通行为研究


什么样的驱动芯片能满足SiC MOSFET的种种挑剔要求?英飞凌EiceDriver™ X3系列驱动芯片当仁不让。其中紧凑型驱动芯片1ED314X系列,外形小巧,功能全面,是驱动SiC MOSFET的性价比之选:

1

驱动芯片最大输出电压高达35V,满足SiC MOSFET高门极电压的需求。

2

共模抑制比CMTI大于300kV/us,远高于光耦和容隔芯片。

3

45ns的传播延迟,和7ns的传播延时误差,适合SiC MOSFET的高频开关特性。

4

通过UL1577认证,可适用于650V,1200V,1700V,2300V IGBT, SiC and Si MOSFET。

5

具备开通和关断分开的引脚,可为开通和关断过程设置不同的门极电阻。

6

具有有源关断和短路钳位的功能。




文末福利



这么优秀的驱动片的评估板免费送了!我们送出的是采用6.5A 2300V单通道隔离式栅极驱动器驱动碳化硅MOSFET的评估板。评估板是半桥结构,包含:

  • 两个6.5A 2300V栅极驱动器1ED3142MU12F,

  • 两个20mΩ 1200V CoolSiC™ SiC MOSFET IMZA120R020M1H,

玩转评估板,学习SiC MOSFET驱动技术,物超所值。

驱动器1ED3142MU12F是EiceDRIVER™ X3隔离型紧凑型系列,具有独立的灌电流和拉电流输出,精确稳定的定时功能,确保在输出芯片未连接电源的情况下,IGBT处于安全关断状态,短路钳位限制短路时的栅极电压。此驱动器可在宽的供电电压范围内工作。


1200V 20mΩ是采用TO247-4带开尔文管脚的封装,降低栅极电路上的源极寄生电感效应,从而实现更快的开关速度和更高的效率。


只要答对下述问题,即有机会获得这款适配板:


1.

1ED3142MU12F采用了哪种隔离方式?(单选)

a. 光耦隔离

b. 容性隔离

c. 无磁芯变压器隔离

2.

1ED3142MU12F的共模抑制比是多大?(单选)

a. 100kV/us

b. 200kV/us

c. 300kV/us

3.

1ED3142MU12F具有哪种保护功能?(单选)

a. 退饱和检测

b. 短路钳位

c. 两电平关断

★★答题方式:扫描下方二维码即可参与答题~



活动截止日期:即日起-2024年7月24日



参考阅读


新品 | 6.5A,2300V单通道隔离式栅极驱动器评估板(配SiC MOSFET)

驱动CoolSiC MOSFET有多容易

EiceDRIVER™隔离型驱动芯片家族简介

如何为SiC MOSFET选择合适的驱动芯片


英飞凌工业半导体 英飞凌工业半导体同名公众号是英飞凌功率半导体产品技术和应用技术的交流平台和值得收藏的资料库。提供新产品介绍,应用知识和经验分享,IGBT在线课程,线上线下研讨会发布和回放。 欢迎来稿:IPCWechat@infineon.com。
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