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2019.04.11 SiC功率元件

應用要點: 專用閘極驅動器和緩衝(Snubber)模組的效果

全SiC功率模組

作為應用全SiC模組的應用要點,本文將在上一篇文章中提到的緩衝(Snubber)電容基礎上,介紹使用專用閘極驅動器對開關特性的改善情況。

全SiC模組的驅動模式與基本結構

這裡會針對下述條件與電路結構,使用緩衝(Snubber)電容與專用閘極驅動器進行特性對比。在電路構成中,有上次介紹過的電解電容和薄膜電容。在不使用專用閘極驅動器時,作為閘極誤導通對策,追加μF級的CGS,對VGS外加-5V作為負偏壓(搭載第二代SiCMOSFET的全SiC模組)。

全SiC模組評估用專用閘極驅動板和陶瓷緩衝(Snubber)電容模組

下面這些就是上述基本構成中所用的專用閘極驅動器與緩衝電容,用來進行全SiC模組的評估。

下面是實際安裝後的實機。

專用閘極驅動器和緩衝(Snubber)模組的效果

首先來看有/無專用閘極驅動器和緩衝(Snubber)模組條件下導通時的波形比較。

按從上到下的順序依次是ID、VD、VG,紅色線和橙色線是安裝了專用閘極驅動器和緩衝模組後的波形,藍色線和綠色線則是未安裝時的波形。從波形可以很明顯地看出,突波和振鈴得到了很好的抑制。

接下來是關斷時的波形。

同樣,突波和振鈴也得到了了顯著抑制。

在損耗方面,Eon的損耗從4.3mJ增加到5.3mJ,Eoff的損耗從5.3mJ減少到3.8mJ。這是因為隨著會產生影響的電感值變小,Eon增加,Eoff減小。按總損耗(Eon + Eoff)來比較,當前損耗減少了0.4mJ。

總之,為了充分運用並發揮全SiC模組的性能,增加一個緩衝電路並使用專門設計的閘極驅動器可以說是非常好的方法。到目前為止,我們已經以“全SiC模組的的應用要點”為題,探討了閘極驅動、緩衝電路的效果,本次又對專用閘極驅動器進行了介紹。如果使用在高電壓,大電流及高速切換的應用, 類似這種補充型零件及電路測試進行的調整是非常關鍵。尤其在電路設計的初步評估階段,使用評估板等工具可使研發工作順利進行。

重點:

・使用專用閘極驅動器和緩衝模組,可顯著抑制浪湧和振鈴。

・在損耗方面,Eon增加,Eoff減少。按總損耗(Eon + Eoff)來比較,損耗是減少的。

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