鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1358次 | 2020年02月18日
SICMOSFET的特性及對(duì)驅(qū)動(dòng)的要求
一、SICMOSFET的特性
1、導(dǎo)通電阻隨溫度變化率較小,高溫情況下導(dǎo)通阻抗很低,能在惡劣的環(huán)境下很好的工作。
2、隨著門(mén)極電壓的升高,導(dǎo)通電阻越小,表現(xiàn)更接近于壓控電阻。
3、開(kāi)通需要門(mén)極電荷較小,總體驅(qū)動(dòng)功率較低,其體二極管Vf較高,但反向恢復(fù)性很好,可以降低開(kāi)通損耗。
4、具有更小的結(jié)電容,關(guān)斷速度較快,關(guān)斷損耗更小。
5、開(kāi)關(guān)損耗小,可以進(jìn)行高頻開(kāi)關(guān)動(dòng)作,使得濾波器等無(wú)源器件小型化,提高功率密度。
6、開(kāi)通電壓高于高于SI器件,推薦使用Vgs為18V或者20V,雖然開(kāi)啟電壓只有2.7V,但只有驅(qū)動(dòng)電壓達(dá)到18V~20V時(shí)才能完全開(kāi)通。
7、誤觸發(fā)耐性稍差,需要有源鉗位電路或者施加負(fù)電壓防止其誤觸發(fā)。
圖1ST公司SICMOSFET參數(shù)
圖2ST公司IGBT參數(shù)
二、SICMOSFET對(duì)驅(qū)動(dòng)的要求
1、觸發(fā)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(qū)動(dòng)回路的阻抗不能太大,開(kāi)通時(shí)快速對(duì)柵極電容充電,關(guān)斷時(shí)柵極電容能夠快速放電。
3、驅(qū)動(dòng)電路能夠提供足夠大的驅(qū)動(dòng)電流
4、驅(qū)動(dòng)電路能夠提供足夠大的驅(qū)動(dòng)電壓,減小SICMOSFET的導(dǎo)通損耗。
5、驅(qū)動(dòng)電路采用負(fù)壓關(guān)斷,防止誤導(dǎo)通,增強(qiáng)其抗干擾能力。
6、驅(qū)動(dòng)電路整個(gè)驅(qū)動(dòng)回路寄生電感要小,驅(qū)動(dòng)電路盡量靠近功率管。
7、驅(qū)動(dòng)電路峰值電流Imax要更大,減小米勒平臺(tái)的持續(xù)時(shí)間,提高開(kāi)關(guān)速度。
三、SICMOSFET驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
對(duì)于有IGBT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的工程師來(lái)說(shuō),SICMOSFET驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)與IGBT驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)類似,可以在原來(lái)的驅(qū)動(dòng)電路上進(jìn)行修改參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)
SICMOSFET電源的設(shè)計(jì),根據(jù)其特性,需要有負(fù)壓關(guān)斷和相比SIMOSFET較高的驅(qū)動(dòng)電壓,一般設(shè)計(jì)電源為-6V~+22V,根據(jù)不同廠家的不同Datasheet大家選擇合適的電源正負(fù)電壓的設(shè)計(jì),這里只給出一個(gè)籠統(tǒng)的設(shè)計(jì)范圍??梢詫GBT模塊驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行稍微修改使用在這里,比如,特斯拉在分立IGBT和SICIGBT上都是用反激電源,具體電路參考?xì)v史文章中對(duì)特斯拉ModelS與Model3的硬件對(duì)比分析中,也可以使用電源模塊,比如國(guó)內(nèi)做的比較好的金升陽(yáng)的電源模塊,可以降低設(shè)計(jì)難度,但成本也會(huì)相應(yīng)的升高。
驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)
驅(qū)動(dòng)芯片,英飛凌和ST都有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)芯片,并且原來(lái)英飛凌用于IGBT驅(qū)動(dòng)的1ED系列和2ED系列都可以用在SICMOSFET的驅(qū)動(dòng)電路,如下圖所示,英飛凌對(duì)SICMOSFET驅(qū)動(dòng)IC的介紹,具體的參數(shù)朋友們可以參考英飛凌的Datasheet(注:不是在為誰(shuí)打廣告,因?yàn)榻?jīng)常用英飛凌的產(chǎn)品,比較熟悉就拿出來(lái)對(duì)比)。
ST也有相應(yīng)的門(mén)極驅(qū)動(dòng)芯片,如Model3上使用的STGAp1AS,具體的規(guī)格書(shū)大家可以參閱ST官網(wǎng)的Datasheet,或者回復(fù)本文題目:SICMOSFET驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)概述,將會(huì)得到相應(yīng)的Datasheet。
圖3英飛凌驅(qū)動(dòng)IC宣傳頁(yè)
圖4ST驅(qū)動(dòng)IC宣傳頁(yè)