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內容描述：	本文簡要比較了下SiC Mosfet管和Si IGBT管的部分電氣性能參數并分析了這些電氣參數對電路設計的影響，并且根據SiC Mosfet管開關特性和高壓高頻的應用環境特點，推薦了金升陽可簡化設計隔離驅動電路的SIC驅動電源模塊。
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* 所屬類別： (不超過20項)	電源產品分類： UPS電源穩壓電源 EPS電源變頻電源凈化電源特種電源發電機組開關電源(AC/DC) 逆變電源(DC/AC) 模塊電源(DC/DC) 電源應用分類：通信電源電力電源車載電源軍工電源航空航天電源工控電源 PC電源 LED電源電鍍電源焊接電源加熱電源醫療電源家電電源便攜式電源充電機(器) 勵磁電源電源配套分類：功率器件防雷浪涌測試儀器電磁兼容電源IC 電池/蓄電池電池檢測變壓器傳感器軸流風機電子元件連接器及端子散熱器電解電容 PCB/輔助材料新能源分類：太陽能(光伏發電) 風能發電潮汐發電水利發電燃料電池其他類：其他
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* 內容：	<P>    摘要：本文簡要比較了下SiC Mosfet管和Si IGBT管的部分電氣性能參數并分析了這些電氣參數對電路設計的影響，并且根據SiC Mosfet管開關特性和高壓高頻的應用環境特點，推薦了金升陽可簡化設計隔離驅動電路的SIC驅動電源模塊。 </P> <P>    <STRONG>一、引言 </STRONG></P> <P>    以Si為襯底的Mosfet管因為其輸入阻抗高，驅動功率小，驅動電路簡單，具有靠多數載流子工作導電特性，沒有少數載流子導電工作所需要的存儲時間，因而開關速度快，工作頻率可到500kHz，甚至MHz以上。但是隨著其反向耐壓的提高，通態電阻也急劇上升，從而限制了其在高壓場合的應用。IGBT具有高反向耐壓和大電流特性，但是對驅動電路要求很嚴格，并且不適合工作在高頻場合，一般IGBT的工作頻率為20kHz以下。 </P> <P>    SiC作為一種寬禁代半導體器件，具有飽和電子漂移速度高、電場擊穿強度高、介電常數低和熱導率高等特性。以SiC為襯底的Mosfet管具有阻斷電壓高、工作頻率高且耐高溫能力強，同時又具有通態電阻低和開關損耗小等特點，是高頻高壓場合功率密度提高和效率提高的應用趨勢。 </P> <P>    <STRONG>二、SiC Mosfet與Si IGBT性能對比 </STRONG></P> <P>    目前市面上常見的SiC Mosfet電流均不大于50A，以常見的1200V/20A為例，列舉了Cree公司與Rohm公司的SiC Mosfet管的部分電氣參數；同樣例舉了Fairchild 與APT公司的1200V/20A Si IGBT系列的電氣參數進行比較； </P> <P align=center><IMG border=0 src="/uploadfile/newspic/20150612104108887.jpg"></P> <P>    通過表格性能對比，可以看出，SiC Mosfet有三個方面的性能是明顯優于Si IGBT： </P> <P>    1.極其低的導通電阻RDS（ON），導致了極其優越的正向壓降和導通損耗，更能適應高溫環境下工作；</P> <P>    2.SiC Mosfet管具有Si Mosfet管的輸入特性，即相當低的柵極電荷，導致性能卓越的切換速率； </P> <P>    3. 寬禁帶寬度材料，具有相當低的漏電流，更能適應高電壓的環境應用； </P> <P>    <STRONG>三、驅動電路要求 </STRONG></P> <P>    Sic Mosfet具有與Si Mosfet管非常類似的開關特性，通過對Si Mosfet的特性研究，其驅動電路具有相同的特性： </P> <P>    1. 對于驅動電路來講，最重要的參數是門極電荷，Mosfet管的柵極輸入端相當于是一個容性網絡，因此器件在穩定導通時間或者關斷的截止時間并不需要驅動電流，但是在器件開關過程中，柵極的輸入電容需要充電和放電，此時柵極驅動電路必須提供足夠大的充放電脈沖電流。如果器件工作頻率越快，柵極電容的充放電時間要求越短，則要求輸入的柵極電容越小，驅動的脈沖電流越大才能滿足驅動要求； </P> <P>    2.柵極驅動電路必須合理選擇一定的驅動電壓，柵極的驅動電壓越高，則Mosfet的感應導電溝道越大，則導通電阻越小；但是柵極驅動電壓太大的話，很容易將柵極和漏極之間絕緣層擊穿，造成Mosfet管的永久失效； </P> <P>    3.為了增加開關管的速度，減少開關管的關斷時間是有必要的；且為了提高Mosfet管在關斷狀態下的工作可靠性，將驅動電路設計成在關斷狀態的時候，在柵極加上反向偏置電壓，以快速釋放柵極輸入電容的電荷，減少了關斷時間，使得驅動電路更可靠地關斷Mosfet；但是反向的驅動電壓會增加電路損耗，反向偏置電壓最好不要超過-6V； </P> <P>    4.當驅動對象是全橋或者半橋電路的功率Mosfet，或者是為了提高控制電路的抗干擾能力，此時將驅動電路設計成隔離驅動電路；實現電隔離的方式可以通過磁耦合變壓器和光耦合器件；但是不管采用磁耦合變壓器還是光耦合器件，都要保證耦合器件的延遲時間與耦合分布電容；采用的隔離電源也必須具有高隔離、快速響應時間與低耦合電容的特性。 </P> <P>    <STRONG>四、隔離電源特性需求 </STRONG></P> <P>    從驅動電路的特性來看，要求驅動電源具有以下特性： </P> <P>    1.為了適應高頻率的使用要求，要求驅動電源具有瞬時的驅動大功率特性，即要求具有大的容性負載能力； </P> <P>    2.為了適應高電壓應用使用要求，要求驅動電源具有高耐壓能力并且具有超低的隔離電容，來減少高壓總線部分對低壓控制側的干擾； </P> <P>    3.隔離驅動電源必須具有合適的驅動電壓，即要求電源具有正負輸出電壓，并且正負輸出電壓不是對稱輸出特性； </P> <P>    金升陽針對SiC隔離驅動電路的特點，推出了SiC Mosfet驅動專用電源QA01C。該電源電氣性能參數全部達到SiC Mosfet驅動電路的要求，如： <IMG border=0 align=right src="/uploadfile/newspic/20150612104149197.jpg"></P> <P>    ● 不對稱驅動電壓，輸出電壓 +20/-4VDC 輸出電流+100/-100mA </P> <P>    ● 大容性負載能力，容性負載為220uF </P> <P>    ● 高隔離電壓，達到3500VAC </P> <P>    ● 極低的隔離電容，低至3.5pF </P> <P>    此驅動電源還滿足了其他性能參數特點，具體功能如下： </P> <P>    ● 效率高達83% </P> <P>    ● 工作溫度范圍: -40℃ ~ +105℃ </P> <P>    ● 可持續短路保護 </P> <P>    QA01C具有完整的驅動電路推薦，通過SiC驅動專用電源得到不對稱的正向驅動電壓20V，負向偏置關斷電壓-4V；為了防止驅動電壓對柵極造成損壞，增加D2和D3來吸收尖峰電壓是很有必要的。SiC驅動器采用一般驅動芯片即可；為了實現控制信號與主功率回路的隔離，需要采取隔離措施，推薦采用常見的光耦隔離方案。采用的光耦必須具有高共模抑制比（30KV/us）和比隔離電源大的隔離耐壓并且具有極小的延遲時間來適應SiC Mosfet管的高頻率工作特性。 </P> <P align=center><IMG border=0 src="/uploadfile/newspic/20150612104207723.jpg"></P> <P>    <STRONG>五、總結 </STRONG></P> <P>    通過對SiC Mosfet管與Si IGBT管相關電氣參數進行比較，我們發現SiC Mosfet將成為高壓高頻場合下的應用趨勢。根據對SiC Mosfet管的開關特性的研究，金升陽推薦了能簡化其隔離設計的專用電源QA01C，同時也推薦了基于SiC Mosfet的驅動電路。</P> <P>    原文鏈接：http://www.mornsun.cn/news/NewDetail.aspx?id=279&channelid=132<SPAN style="FONT-FAMILY: Webdings"><</SPAN></P>

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