PFC电路：探讨适当的栅极驱动电压

在本文中，我们将探讨对于用作PFC电路开关器件的SiC MOSFET而言，如何确定其适当的栅极驱动电压V_GS值。

电路示例

电路我们以Power Device Solution Circuit/AC-DC PFC一览表中的仿真电路A-2. PFC BCM Diode-Bridge-Less V_in＝200V Iin＝2.5A为例（参考图9）。关于更详细的电路图，还可以通过这里查看。

在该示例中，我们通过仿真来确认驱动图9所示的低边开关器件SiC MOSFETSCT2450KE的适当V_GS值。

图 9：PFC仿真电路“A-2. PFC BCM Diode-Bridge-Less V_in＝200V I_in＝2.5A”

导通电阻与栅极驱动电压之间的关系

如图10所示，在导通状态下，传统Si（硅）MOSFET的导通电阻R_on相对于V_GS几乎恒定。相比之下，SiC MOSFET的R_on相对于V_GS变化很大（如图 11 所示），因此V_GS值的设置比Si MOSFET更重要。也就是说，如果SiC MOSFET的V_GS值过低，就会导致导通损耗增加，效率变差。反之，如果为追求高效率而将V_GS设置得过高，则结果可能会超出额定值，因此设置适当的V_GS值是非常重要的。

关于适当的栅极驱动电压的探讨

图12是对改变图9的PFC电路中SiC MOSFET的V_GS值时的效率进行仿真后的结果。

图 12：改变SiC MOSFET的V_GS时的效率仿真结果

当V_GS在14V以下时，效率会随着R_on的上升而急剧下降。温度越低这种现象越明显，而且由于在该范围内器件损坏的可能性增加，因而不能在该范围使用。反之，V_GS越大，效率越好，但不能超过额定值（V_GS=22V）使用。综上所述，根据仿真结果，权衡考虑效率和安全性后，可以认为在V_GS=18V左右使用是比较合适的。实际上，ROHM的SiC MOSFET通常推荐在V_GS=18V左右使用。