为了满足电力电子系统高频、高效和高功率密度的需求,碳化硅金属氧化物半导体场效应管(silicon carbide metal oxide semiconductor field effect transistor,SiC MOSFET)越来越广泛地应用于各类电力电子变换器。其开关过程中存在瞬态...为了满足电力电子系统高频、高效和高功率密度的需求,碳化硅金属氧化物半导体场效应管(silicon carbide metal oxide semiconductor field effect transistor,SiC MOSFET)越来越广泛地应用于各类电力电子变换器。其开关过程中存在瞬态电压电流尖峰和高频振荡,不仅对半导体器件的安全运行构成威胁,而且会恶化电力电子变换器的电磁兼容性。该文针对SiCMOSFET开关过程中存在的瞬态电压电流尖峰和振荡的问题,分析SiCMOSFET开关过程及瞬态电压电流尖峰和振荡产生机理,并在此基础上提出一种电流注入型有源驱动电路。该有源驱动电路通过在SiCMOSFET开通过程的电流上升阶段向栅极注入反向电流,在关断过程的电流下降阶段向栅极注入正向电流,以达到抑制开关过程瞬态电压电流尖峰和振荡的目的。实验结果表明,提出的有源驱动电路能够有效抑制SiCMOSFET开关过程瞬态电压电流的尖峰和高频振荡,从而从源头上改善了电力电子变换器的电磁兼容。展开更多
与硅金属氧化物半导体场效应管(silicon metal oxide semiconductor field effect transistor,SiMOSFET)相比,碳化硅(silicon carbide,SiC) MOSFET具有更高的击穿电压,更低的导通电阻,更快的开关速度和更高的工作温度,正被广泛应用于光...与硅金属氧化物半导体场效应管(silicon metal oxide semiconductor field effect transistor,SiMOSFET)相比,碳化硅(silicon carbide,SiC) MOSFET具有更高的击穿电压,更低的导通电阻,更快的开关速度和更高的工作温度,正被广泛应用于光伏逆变器、电动汽车和风力发电等领域,但是SiC MOSFET的高开关速度会导致器件开关过程中发生电流、电压过冲和振荡,不仅会增加器件的开关损耗,甚至会导致器件损坏。文中首先对SiC MOSFET的开关过程进行详细分析,得出器件开关过程中电流、电压过冲和振荡的产生机理,然后根据影响电流、电压过冲和振荡的关键因数,设计一款有源驱动电路。该电路能够在器件开关的特定阶段内同时增加驱动电阻阻值和减小栅极电流,从而抑制器件开关过程中的电流、电压过冲和振荡。实验结果表明,与传统驱动电路相比,所设计的有源驱动电路能够在不同驱动电阻、负载电流和SiC MOSFET条件下,均有效抑制器件的电流、电压过冲和振荡。展开更多
为评估器件结温对碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)开关瞬态过程的影响,以Cree第2代1 200 V/36 A SiC MOSFET为研究对象,利用B1505A功率器件分析仪/曲线追踪仪和双脉冲测试平台在不同温度下对器件的静动态特性进行实验。并...为评估器件结温对碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)开关瞬态过程的影响,以Cree第2代1 200 V/36 A SiC MOSFET为研究对象,利用B1505A功率器件分析仪/曲线追踪仪和双脉冲测试平台在不同温度下对器件的静动态特性进行实验。并且对比了不同温度下开关延时时间、开关电气应力(开通电流过冲和关断电压过冲)及开关能量损耗的差异。研究结果表明:SiC MOSFET开通延时具有负温度系数,而关断延时具有正温度系数。此外,SiC MOSFET的开通电流变化率和电压变化率的绝对值随温度升高而逐渐增大,而关断电流变化率的绝对值和电压变化率却具有相反的规律,因此随着温度升高,开通过程越快,开通电流过冲增大,但开通损耗会随之减小,而关断过程越慢,关断电压过冲减小,关断损耗却会随之增大,致使总开关损耗几乎不变。展开更多
文摘为了满足电力电子系统高频、高效和高功率密度的需求,碳化硅金属氧化物半导体场效应管(silicon carbide metal oxide semiconductor field effect transistor,SiC MOSFET)越来越广泛地应用于各类电力电子变换器。其开关过程中存在瞬态电压电流尖峰和高频振荡,不仅对半导体器件的安全运行构成威胁,而且会恶化电力电子变换器的电磁兼容性。该文针对SiCMOSFET开关过程中存在的瞬态电压电流尖峰和振荡的问题,分析SiCMOSFET开关过程及瞬态电压电流尖峰和振荡产生机理,并在此基础上提出一种电流注入型有源驱动电路。该有源驱动电路通过在SiCMOSFET开通过程的电流上升阶段向栅极注入反向电流,在关断过程的电流下降阶段向栅极注入正向电流,以达到抑制开关过程瞬态电压电流尖峰和振荡的目的。实验结果表明,提出的有源驱动电路能够有效抑制SiCMOSFET开关过程瞬态电压电流的尖峰和高频振荡,从而从源头上改善了电力电子变换器的电磁兼容。
文摘为评估器件结温对碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)开关瞬态过程的影响,以Cree第2代1 200 V/36 A SiC MOSFET为研究对象,利用B1505A功率器件分析仪/曲线追踪仪和双脉冲测试平台在不同温度下对器件的静动态特性进行实验。并且对比了不同温度下开关延时时间、开关电气应力(开通电流过冲和关断电压过冲)及开关能量损耗的差异。研究结果表明:SiC MOSFET开通延时具有负温度系数,而关断延时具有正温度系数。此外,SiC MOSFET的开通电流变化率和电压变化率的绝对值随温度升高而逐渐增大,而关断电流变化率的绝对值和电压变化率却具有相反的规律,因此随着温度升高,开通过程越快,开通电流过冲增大,但开通损耗会随之减小,而关断过程越慢,关断电压过冲减小,关断损耗却会随之增大,致使总开关损耗几乎不变。
