金升阳推出专为SiCMosfet设计的DC-DC模块电源新品

日前,金升阳公司与SiCMosfet行业龙头企业合作,打造了一款SiCMosfet专用的隔离转换DC-DC模块电源——QA01C。SiCMosfet具有耐高压、低功耗、高速开关的特质,极大地提升了太阳能逆变器的电源转换效率,拉长新能源汽车的可跑里程,应用在高频转换器上,为重型电机、工业设备带来高效率、大功率、高频率优势。

SiC MOSFET在双向无线充电应用中的开关性能及效率优化研究

SiC MOSFET器件具备开关频率高、损耗小、耐高温等特性,应用于无线充电中可以显著提升其功率密度及效率。但在无线充电变换器的控制中很容易出现硬开通、硬关断的情况,这会产生额外的开关损耗。同时,在电磁环境和寄生参数的影响下,开关管门级容易因电压过冲、振荡导致加速老化或损坏。基于上述原因对双向无线充电系统中的开关特性、开关损耗及影响开关可靠性的因素进行分析及仿真验证,最后通过对搭建的双向无线系统样机在满功率和半功率点进行不同驱动参数的对比实验,得出了驱动参数对系统传输效率及门级波形的变化趋势,对双向无线充电系统中SiC MOSFET的应用和效率优化具有一定参考依据。

基于并联SiC MOSFET架构的无刷直流电机高效驱动技术研究

为满足机、弹载伺服驱动系统高功率密度与高效率的需求,提出基于并联SiC MOSFET架构的无刷直流电机高效驱动技术。针对四管分立SiC MOSFET并联不均流现象,在分析不均流机理的基础上,采用基于独立驱动的方法提高并联均流效果;并针对SiC MOSFET高速开关过程产生的较高dv/dt问题,提出一种基于PWM信号的同步采集方法,有效地提升了驱动系统鲁棒性。最后,以航空25 kW无刷直流电机驱动系统作为应用对象,通过实验验证了以上方法的有效性。

基于SiC MOSFET的谐振软开关等离子体电源

利用SiC MOSFET能简化电路拓扑、提高电源的功率密度和效率.为推动大功率等离子体电源的升级换代,提出了一种采用新型SiC功率器件的全桥谐振变换器.该谐振变换器的主电路采用LLC Zero Voltage Switching(ZVS)拓扑结构,可将谐振换流频率范围增大至260～310 kHz.设计的高频高压全桥LLC ZVS谐振变换器样机的额定输出功率为8 kW,输出电压为270 V.对所研制的8 kW级SiC MOSFET全桥LLC ZVS谐振变换器样机的驱动性能、换流过程、温升以及效率进行了测试,结果表明,研制的谐振软开关等离子体电源性能优良,工作稳定可靠,效率和功率密度均优于使用传统Si MOSFET的LLC谐振变换器.

改善SiC MOSFET开关特性的有源驱动电路研究

针对碳化硅金属氧化物半导体场效应管(SiCMOSFET)开关过程中存在的电流、电压过冲和振荡问题,首先对SiCMOSFET的开关过程进行详细分析,得出电流、电压过冲和震荡的产生机理,然后根据影响过冲和振荡的关键因素,分别提出了电流注入型、变电压型和变电阻型有源驱动电路,并通过LTspice仿真软件验证了所提有源驱动电路的有效性,最后搭建实验平台对所提变电压型有源驱动电路进行实验验证。实验结果表明,所提变电压型有源驱动电路能够在牺牲较小开关损耗的条件下,有效抑制SiCMOSFET开关过程中的电流、电压过冲和振荡。

SiC MOSFET和GaN HEMT的导通电阻可靠性评估

碳化硅金属氧化物半导体场效应管(Si C MOSFET)和氮化镓高电子迁移率晶体管(GaN HEMT)这两种器件内部存在容易捕获电子的"陷阱",会影响导电沟道的性能,进而影响器件的导通电阻。对SiC MOSFET和GaN HEMT各选取了一款典型的商用器件,分别对Si C MOSFET和GaN HEMT的导通电阻可靠性进行了测试。测试结果表明,Si C MOSFET的导通电阻变化量相对小,且应力停止后导通电阻可以恢复到初始状态,这说明其界面态陷阱密度比GaN HEMT更低,因此实际应用中无需考虑导通电阻的稳定性;而GaN HEMT的动态电阻变化较大,这极大地增加了导通损耗,影响系统的可靠性,因此在实际应用中需要考虑导通电阻变化对导通性能的影响。

SiC MOSFET驱动技术及其在电力系统中的应用

设计了并网逆变器以及电力电子变压器中SiC MOSFET功率器件的驱动电路,搭建了用于测试驱动电路的双脉冲测试平台,并且介绍了谐振门极驱动电路的工作原理、特点以及优势;还对电网中SiC MOSFET的过电流保护原理进行了详细分析,进而给出了两种过电流保护方案,并且论证了两种方案的可行性。最后,介绍了几种常见的SiC MOSFET在电网中的应用实例,并对其应用进行总结与展望。

SiC器件对并网逆变器EMC特性和效率的影响

近年来,宽禁带器件SiC MOSFET在并网逆变器邻域已经取得了越来越多的关注。首先,讨论了SiCMOSFET三相并网逆变器EMC模型的建立,并通过分析噪声源的模型进行等效替代,结合逆变器损耗对于噪声传导路径的阻尼作用,得到了SiC逆变器的EMC仿真模型和理论模型;然后,通过逆变器平台实验的结果与仿真模型和理论模型的结果进行了对比,验证了模型的可行性;最后,通过实验比较了沟道栅SiC逆变器、平面栅SiC逆变器和Si IGBT逆变器3者在相同开关频率下的传导干扰和不同开关频率下的满载效率。

基于大功率全SiC器件的变换器研究

为了适应变流器产品高频化、高功率密度的发展趋势,研究了大功率全SiC MOSFET器件在变换器中的应用,讨论了全SiC MOSFET器件在应用中的杂散参数问题和桥臂串扰问题。通过双脉冲试验,重点研究了驱动电阻和吸收装置对大功率全SiC MOSFET器件关断尖峰电压的影响。结合实际产品研究了基于大功率SiCMOSFET器件在轨道交通Boost变换器中的应用。试验表明,相对于硅基IGBT器件,采用SiCMOSFET器件能给变换器带来轻量化、工作频率、效率的全方位提升。

关于SiC MOSFET雪崩特性的探讨

针对SiCMOSFET的雪崩特性,利用UIS测试原理,通过功率半导体雪崩耐量测试台,对几大主流制造商的SiCMOSFET器件进行了毁坏性和非毁坏性的雪崩测试。通过测试,发现了同步信号高频震荡和雪崩电流采样不可靠的问题,提出了外接电流探头、与同步信号隔离的方法,改善了雪崩测试的可靠性。

一种SiC MOSFET驱动保护电路的设计

相比于同等级的Si MOSFET,SiC MOSFET因具有更高速的开关特性和更小的导通损耗而具有极大地应用优势。但是,SiC MOSFET更小的门极电容和更小的门极耐压范也使得其在应用时提出了更大的挑战。本文在分别对SiC MOSFET的开通关断过程进行分析之后得出其安全可靠驱动的要求,研究适用于SiC MOSFET的驱动保护电路,进行LTspice仿真验证,分析了施加不同外部电容和不同驱动电阻对SiC MOSFET开关特性的影响,同时对保护电路的功能进行了PSpice仿真验证。