抑制SiC MOSFET瞬态电压尖峰的改进驱动电路设计
2021-06-07王文月牛萍娟
科技创新与应用 2021年14期
王文月,牛萍娟
(1.天津工业大学 电气工程与自动化学院,天津300000;2.天津工业大学 电子与信息工程学院,天津300000)
近些年,随着电力电子技术的发展,航空、电动汽车、新能源发电及石油钻井等领域对电力电子变换器提出更高的要求,即实现高压、高频、高功率密度[1]。因此以SiC MOSFET为代表的宽禁带半导体器件因其高开关速度、高开关频率及高热导率等[2-5],受到人们广泛关注。然而随着SiC MOSFET开关频率及速度提高,电力电子变换器受电路中寄生参数影响加剧,关断瞬态电压尖峰更为严重。瞬态电压的尖峰不仅危及开关管的安全,也会降低电力电子变换器的功率密度,加剧电力电子变换器电磁干扰[6-8]。目前现有抑制电压尖峰方法大多牺牲了开关速度,从而影响SiC MOSFET开关损耗及变换器效率等。因此,本文在分析电压尖峰产生原理基础上,在注入栅极电流抑制电压尖峰前提下,提出了一种在栅源极增加有源箝位电路的改进驱动方法,改进后的驱动电路具有抑制尖峰效果好、开关损耗较小、控制方法简单特点。本文首先分析瞬态电压尖峰产生原理,其次分析了改进驱动电路工作原理,最后在双脉冲测试平台验证了该改进驱动电路的实用性。
1 SiC MOSFET瞬态电压尖峰产生原理
为了分析SiC MOSFET瞬态电压尖峰产生原理,采用如图1所示测试电路,图中:Vdc直流母线电压,R驱动电阻,C支撑电容,L负载电感,SiC MOSFET及SiC二极管D1,考虑SiC MOSFET关键寄生参数为:栅极驱动电阻R1,栅极引脚封装电感Lg,源极引脚封装电感Ls,漏极引脚封装电感Ld。……
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