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利用大面积的兆瓦级电源开关模块路线图 碳化硅MOSFET和JBS二极管 ... ... ... ...

2022-6-9 10:12| 发布者: 闪电| 查看: 72| 评论: 0

摘要: 摘要——近年来大面积碳化硅(SiC)MOSFET及其配套的JBS二极管技术使设计和制作大功率SiC开关模块。正在进行的努力由美国空军研究实验室1.2kV/100A SiC双开关电源模块的研制能够在200°C的接合温度下运行。两个为实 ...


五、 100A模块切换特性


SiC MOSFET相对于其他器件的主要优势SiC中正在开发的类型是常闭电压控制装置。电压驱动断开状态为0V至-5V,断开状态为+15V至+20VSiC模块的导通状态类似于硅IGBT和MOSFET。如图5所示,SiC的栅极电荷模块也类似于硅IGBT模块。这个类似的栅极电压和栅极电荷要求表明SiC MOSFET模块可以用相同的目前用于驱动的栅极驱动技术硅IGBT和MOSFET。

图6显示了电感负载的电路示意图切换测试设置。在这种配置中,上部和测试期间使用模块的下部开关。测试电路中的两个开关都提供代表在应用程序中看到的内容。

图7a显示了SiC MOSFET的导通波形150°C温度下的模块和硅IGBT模块波形是硅的大导通电流峰值IGBT是由上部反向恢复引起的开关反并联二极管。波形中还可以看到SiC电压和电流波形的振铃

MOSFET模块。在大门中也观察到这种响声电压,可能部分归因于长导线键合内的栅极和源极感测连接上使用的长度模块。图7b显示了SiC的关断波形150°C下的MOSFET模块和硅IGBT模块。波形中明显可见硅IGBT。


表I显示了开启、关闭和总开关硅IGBT模块和SiC MOSFET的能量模块温度为25°C。总开关能量减少3mJ或20%,使用SiC MOSFET模块。硅IGBT的150°C开启、关闭和总开关能量模块和SiC MOSFET模块如表II所示。

在150°C时,使用SiC MOSFET模块增加8.6 mJ或41%。而这个开关损耗的降低令人印象深刻,可以使用SiC MOSFET模块改善这种减少。这个相比之下,SiC MOSFET具有较低的跨导带有硅开关。因此,打开和关闭SiC MOSFET的开关时间和开关损耗为与栅极电压的过渡时间紧密耦合。降低外部闸门,加大闸门驱动力电阻将直接导致更低的开关损耗。

图5:。栅偏压作为漏电流下总栅电荷测量值的函数对于1.2kV/100A SiC模块和Si IGBT模块(CM100DY-24NF)。

图6:。用于1.2kV/100A全SiC模块与Si IGBT模块(CM100DY-24NF)。



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