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国产碳化硅MOS,SiC碳化硅MOS驱动的PCB布局方法

助工
2022-03-25 17:37:57     打赏

在为任一高功率或高电压系统设计印刷电路板 (PCB) 布局时,栅极驱动电路特别容易受到寄生阻抗和信号的影响。对于碳化硅 (SiC) 栅极驱动,更需认真关注细节,因为其电压和电流的转换速率通常比硅快得多。遵循指定 PCB 设计指南,可以帮助减少这些常见隐患并消除实验室或现场故障。

SiC 功率电路的优点和注意事项

SiC 功率电子器件的主要优点是开关频率高、导通损耗低、效率更高且热管理系统更简单。与硅基转换器相比,由于 SiC 功率系统具有这些优势,因此能够在要求高功率密度的应用(如太阳能逆变器、储能系统 (ESS)、不间断电源 (UPS) 和电动汽车)中优化性能。但是,由于高电压转换速率 (dv/dt) 和电流转换速率 (di/dt) 是 SiC 功率器件的固有特性,使其与硅基电路相比,这些电路对串扰、误导通、寄生谐振和电磁干扰 (EMI) 更为敏感。将SIC MOSFET 并联时设计人员必须更密切地注意如何最大限度降低这些影响,因为器件之间的电流分配不均会影响性能。例如,在开关瞬变过程中,在并联中增加一个器件会使 di/dt 倍增,从而可能导致更大的电压过冲。此外,任何寄生电感都可能产生与反馈机制耦合的谐振,从而只会使电流不平衡的情况变得更糟。在这种情况下,PCB 设计人员必须特别注意要降低寄生电感。ASC30N650MT4.pdf ASC60N650MT4 -PDF.pdf  ASC30N1200MT4 -PDF.pdf ASC60N1200MT4 -PDF.pdfASC5N1700MT3.pdf ASC100N1700MT4-PDF.pdf





关键词: 新能源     光伏     逆变器     车载OBC     动力电池化成分容    

工程师
2022-03-25 20:15:41     打赏
2楼

学习


专家
2022-03-26 00:29:25     打赏
3楼

学习一下


专家
2022-03-26 08:38:00     打赏
4楼

学习


专家
2022-03-26 08:54:05     打赏
5楼

行行行


助工
2022-03-26 09:02:36     打赏
6楼

学习一下


专家
2022-03-26 09:16:42     打赏
7楼

学习了


专家
2022-03-26 09:54:11     打赏
8楼

新器件,应该还在摸索中。谢谢楼主提供的资料


助工
2022-03-26 10:02:40     打赏
9楼

电路板寄生现象对 SiC 电路的负面影响

SiC 电路中的寄生电感和电容

首先,SiC MOSFET 具有理想的固有低寄生电容(CGD、CDS、CGS)。这种特性支持高开关频率,因此有助于实现高功率密度设计。但是,与这种好处如影随形的是,在布局中不可避免地容易受到寄生电感谐振影响的情况。寄生电感本身可存在于应用电路的栅极回路 (LGS) 和功率回路 (LDS) 以及共源极电感 (LCS) 之中。如之前所述,导致这些电感的因素包括走线长度很长,以及器件引线之间的电感。栅极回路电感会增加栅极电压的振铃,这反过来又会增加导通延迟,并且在某些情况下,会导致 MOSFET 的漏极-源极电压发生振荡振铃。通常,应最大限度地减小栅极回路电感以避免 MOSFET 的误工作,但这种寄生电感的影响是三种主要寄生电感中最小的。整个器件的过冲电压通常由功率回路电感(有时也称为开关回路电感)造成,而这会产生高开关损耗。共源极电感会在开关瞬变过程中产生对栅极驱动的电压反馈,抵消栅极电压的变化并减慢漏极电流,从而显著增加导通和关断时的开关损耗。[1]  此外,并联器件之间微小的寄生 LCS 不匹配情况也会在开关瞬变过程中造成电流不平衡,从而放大负栅电压反馈的影响。设计 PCB 时,不可能完全消除所有寄生电感和电容。但是,一些常用技术可以帮助最大限度地减小这些电感和电容。应对 SiC 栅极驱动布局方面的挑战使功率曲线远离栅极回路典型情况下,在单层 PCB 上布线的功率回路通常被称为“横向功率回路”。而第一个内层用作“屏蔽层”,以减少功率回路中高开关频率所产生的磁场的影响(图 2)。功率回路中的脉冲电流在屏蔽层内催生出电流和磁场,从而抵消功率回路中的电流和磁场。最终,由于有效地减小了功率回路和栅极驱动回路内包含的面积,这将降低寄生电感。




专家
2022-03-26 10:33:55     打赏
10楼

感谢分享


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