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2020.05.27 SiC功率元器件

前言

SiC MOSFET:桥式结构中栅极-源极间电压的动作

从本文开始,我们将进入SiC功率元器件基础知识应用篇的第一弹“SiC MOSFET:桥式结构中栅极-源极间电压的动作”。

前言

MOSFET和IGBT等电源开关元器件被广泛应用于各种电源应用和电源线路中。另外,所使用的电路方式也多种多样,除单独使用外,还有串联连接、并联连接等多种使用方法。

其中,在将开关元件上下串联连接的桥式结构中,通常交替地导通与关断各个元器件。下面是常规的桥式结构同步方式boost电路,波形图是根据栅极信号交替地导通/关断的低边(LS)MOSFET和高边(HS)MOSFET的漏极-源极间电压(VDS)和漏极电流(ID)示例。

通过开关工作,流过各元件的电流和变化的电压以复杂的方式相互影响。尤其是在处理高电压高电流的电路中,受安装电路板和结线引起的寄生分量等影响,产生电压和电流的动作,并因此导致工作不稳定、效率下降,从而可能导致损耗增加、产生异常发热等问题。

近年来,SiC MOSFET等高性能功率元器件的应用,使得通过高速开关转换大功率成为可能,但在操作过程中,需要对开关工作有深入的了解。在该系列文章中,我们将着眼于MOSFET桥式结构中的各MOSFET的栅极-源极间电压的动作,以简单的同步方式boost电路为例,对以下内容进行探讨:

・MOSFET的桥式结构与同步方式boost电路

・栅极驱动电路与导通/关断工作

・因dVDS/dt、dID/dt而产生的电流和电压

・导通时栅极信号的动作

・关断时栅极信号的动作

※计划可能会有变更。

关键要点:

・电源开关元器件被作为开关元件广泛应用于各种电源应用和电源线路中。

・使用的电路方式种类繁多,使用方法也多种多样。

・ 将开关元件上下串联连接的桥式结构中,元件交替地导通和关断,并相互影响。

・要实现大功率的高速开关转换,需要对开关工作有深入了解。

SiC(碳化硅)功率元器件的理解和活用事例