SiC MOSFET驱动电路设计及特性分析

近年来基于SiC和GaN的宽禁带半导体器件开始逐渐替代传统的Si IGBT器件,而面对高的开关速度所带来的问题,宽禁带半导体器件的开关特性分析以及驱动电路的设计在系统可靠运行方面显得尤为重要。以SiC MOSFET模块C2M0280120D为例设计了一款驱动电路,并在双脉冲测试平台对驱动电路进行了验证,同时分析了不同栅极驱动电阻对SiC MOSFET开关特性的影响。比较了传统Si器件和SiC宽禁带半导体器件在静态特性和开关特性上的差异,以分析SiC MOSFET驱动与传统Si IGBT驱动的区别。最后验证了所设计的驱动电路能保证驱动速度和栅极电压需求,并通过栅极电阻改变开关特性。     

SiC MOSFET驱动电路的设计

本文对SiCMOSFET的驱动电路进行了优化设计,并采用Boost主电路对该驱动电路进行验证。结果表明,SiCMOSFET具有较快的开关速度。相比SiMOSFET,工作频率为100kHz,上升时间由70ns减小到40ns,下降时间由100ns减小到10ns。     

用于直流变换器的SiC MOSFET驱动电路设计

碳化硅器件的优点不仅能提高电力电子装置功率密度,而且使设备体积小型化。文中设计了一种用于直流变换器的SiC MOSFET驱动电路,通过双脉冲电路对SiC MOSFET的动态特性进行测试,验证不同驱动电阻、不同频率对碳化硅功率器件特性的影响。在直流变换器中使用电压等级相同的SiC MOSFET和Si IGBT,对比开通和关断时间,将不同占空比对应的输出电压进行比较。利用PSpice软件仿真,结果显示驱动电路设计合理,验证了SiC MOSFET具有开关速度快、开关损耗小、驱动电阻小、工作频率高等优点,比Si IGBT控制的直流变换器输出电压误差小。     

SiC MOSFET特性分析及应用

碳化硅MOSFET因其材料的特殊性,适合高压、高频和高功率密度场合。该文设计一种碳化硅MOSFET的驱动电路,通过软件PSpice对碳化硅MOSFET以及碳化硅肖特基二极管的开关特性进行仿真研究,并设计RC缓冲电路解决开关的尖峰震荡问题。搭建硬件实验电路,在Buck电路中针对碳化硅MOSFET和Si IGBT在不同负载和占空比下进行电路效率分析。实验结果表明碳化硅MOSFET开关速度快、开关损耗小以及驱动电阻小。碳化硅肖特基二极管无反向恢复特性,适合高频下工作。RC缓冲电路能有效抑制开关产生的尖峰和震荡,在Buck电路中碳化硅MOSFET比Si IGBT在不同负载和占空比下效率要高。     

SiC MOSFET栅极驱动电路研究综述

凭借碳化硅(SiC)材料的宽禁带、高击穿电场、高电子饱和速率和高导热性等优点,SiC MOSFET广泛应用在高压、高频等大功率场合。传统基于硅(Si)MOSFET的驱动电路无法完全发挥SiC MOSFET的优异性能,针对SiC MOSFET的应用有必要采用合适的栅驱动设计技术。目前,已经有很多学者在该领域中有一定的研究基础,为SiC MOSFET驱动电路的设计提供了参考。对现有基于SiC MOSFET的PCB板级设计技术进行了详细说明,并从开关速度、电磁干扰噪声以及能量损耗等方面对其进行了总结和分析,给出了针对SiC MOSFET驱动电路的设计考虑和建议。     

基于IR2136与MOSFET的无刷直流电机驱动电路设计

针对传统驱动电路的设计,需要采用相互独立的电源为功率开关管供电,使得硬件结构复杂,可靠性下降,为此,基于功率驱动芯片IR2136与场效应管MOSFET,从信号隔离、三相逆变驱动、过流保护电路等方面,对无刷直流电机驱动电路进行设计。重点阐述了三相逆变驱动电路中的自举电路设计和功率管的驱动保护优化设计。采用TMS570控制板,对该驱动电路进行功能测试,结果表明,设计的驱动电路能够驱动电机平稳运行,且工作稳定可靠。     

浅析MOSFET高速驱动器电路设计

通过对MOSFET转换过程的分析，得出高速转换过程对驱动电路的要求。通过对转换过程中功率损耗的计算和驱动电流计算的注意事项，得出了在设计高速驱动MOSFET电路过程中的要点。这对用开关电源设计MOSFET的高速驱动电路有参考价值。     

应用于弹载SiC MOSFET的RC吸收电路的设计与优化

SiC MOSFET作为新兴的宽禁带半导体,目前在电源设计中被广泛用于取代Si IGBT。然而在弹载电源这类严苛的应用场合,SiC MOSFET关断暂态带来的超调振荡影响了电源输出的稳定性和品质,并且降低了装置的可靠性。在分析SiC MOSFET开关特性及四种无源吸收电路优缺点的基础上,提出了一种针对SiC MOSFET关断暂态的RC吸收电路优化设计方案,给出了系统效率最优情况下的电路参数范围,提升了吸收电路研发的效率。最后,通过400V/20A双脉冲测试电路进行了实验验证。     

基于CPLD的功率MOSFET保护电路设计与实现

介绍了一种基于CPLD技术的MOSFET器件保护电路的设计与实现。该电路设计方案具有抗干扰能力强、响应速度快和通用性好的优点。通过试验验证了该方案的正确性和可行性。     

MOSFET半桥驱动电路设计要领

本文针对如何设计MOSFET半桥驱动线路进行了深入分析,其中对半桥驱动芯片的工作原理、自举电容的计算以及相线振铃和相线负压的产生作了详细分析并给出了相关实验波形。     

MOSFET驱动电路分析与设计

文中介绍了驱动电流、驱动功耗的计算方法;分析了MOSFET开关过程中电流电压的变化规律;最后对常用的驱动电路解决方案及其优缺点、设计中需要注意的问题等进行了分析总结。根据MOSFET门级驱动电路的特点及设计过程中需要考虑的影响因素,为可靠、高性能的MOSFET应用设计提供参考。     

一种用于功率MOSFET的分段驱动电路设计

为减弱栅极电压过冲振荡,避免功率管在导通和关断过程中对系统以及其他电路产生的电磁干扰,提出了一种新型功率管驱动电路。该电路通过逻辑信号的分段控制,使得被驱动功率管缓慢开启和关断,研究了传统功率驱动电路的模型与工作过程,分析了功率管导通损耗的来源,提出驱动电路的要求,详细阐述了所设计的驱动电路的工作原理与工作过程,整个驱动电路采用0.18μｍ工艺在平台Cadence Spectre仿真并通过PCB板测量实现。理论与仿真结果表明,该设计可以有效达到减弱功率管过冲与振荡的要求,保证系统的稳定。     

等离子体中频电源的驱动与保护电路设计

讨论了150 kHz等离子体中频电源的驱动与保护电路设计方案。该电路采用脉冲变压器耦合MOSFET管驱动电路,具有输出变压器原边平均电流和副边峰值电流的过流保护功能。结果表明:驱动波形的上升和下降时间都不超过80 ns,并能在检测到过流信号时封锁驱动信号,关断变换器中的开关器件,切断过流故障,有效进行电路保护。     

新型功率MOSFET驱动电路的设计

提出了一种全新思路的功率ＭＯＳＦＥＴ驱动电路。该电路采用数字电路结构，分立器件少，易实现模块化，波形控制十分灵活，工作频率很高，适用于高频软开关的开关电源及ＤＣ／ＤＣ变换器。     

电子倍增CCD驱动电路设计

提供了一种针对电子倍增CCD(EMCCD)驱动电路的设计方案。通过FPGA编程产生符合EMCCD时序要求的信号波形,采用EL7457高速MOSFET驱动芯片对FPGA输出信号进行电平转换以满足EMCCD驱动电压要求,并由分立的推挽放大电路驱动高电压信号,输出电压20~50 V可调,像素读出频率达5 MHz。实验结果表明,该驱动电路能够使EMCCD正常工作输出有效信号。     

MOSFET的驱动保护电路的设计与应用

率场效应晶体管由于具有诸多优点而得到广泛的应用;但它承受短时过载的能力较弱,使其应用受到一定的限制。分析了MOSFET器件驱动与保护电路的设计要求;计算了MOSFET驱动器的功耗及MOSFET驱动器与MOS-FET的匹配;设计了基于IR2130驱动模块的MOSFET驱动保护电路。该电路具有结构简单,实用性强,响应速度快等特点。在驱动无刷直流电机的应用中证明,该电路驱动能力及保护功能效果良好。     

SiC JFET与SiC MOSFET失效模型及其短路特性对比

建立了两种碳化硅（SiC）器件JFET和MOSFET的失效模型.失效模型是在传统的电路模型的基础上引入了额外附加的泄漏电流,其中,SiC JFET是在漏源极引入了泄漏电流,SiC MOSFET是在漏源极和栅极引入了泄漏电流;同时,为了体现温度和电场强度与失效的关系,用与温度和电场强度相关的沟道载流子迁移率代替了传统电路模型所采用的常数迁移率.有关文献的实验结果和半导体器件的计算机模拟（Technology Computer Aided Design,TCAD）验证了两种SiC器件失效模型的准确性.所建立的失效模型能够对比SiC JFET和SiC MOSFET的短路特性.     

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。