研究目的
研究寄生电感对碳化硅MOSFET半桥开关性能的影响,并比较硅器件与碳化硅器件的开关暂态过程。
研究成果
研究表明,寄生电感会显著影响碳化硅MOSFET的开关性能,改变电流与电压变化率、过冲电压及开关能量。功率回路电感起到开通缓冲作用,虽能降低开通损耗但会增加关断损耗。低端栅极电感会增大栅源电压变化率从而改善开关能量,而低端共源电感则会减缓开关暂态过程并增强阻尼效应。高端栅极与共源电感的影响可忽略不计。该发现强调了在设计采用碳化硅MOSFET的功率电子变换器时,必须考虑寄生电感因素的重要性。
研究不足
该研究聚焦于寄生电感对碳化硅MOSFET开关性能的影响,未探讨其他寄生元件及其相互作用。实验在特定条件下进行(例如直流母线电压400V、测试电流范围20A至100A),可能无法涵盖所有运行场景。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用双脉冲实验探究寄生电感对SiC MOSFET半桥开关性能的影响。通过排针和跳线实现可变电感器,调节导体回路尺寸以改变电感值。
2:样本选择与数据来源:
搭建配备SiC MOSFET的测试PCB进行实验,通过改变功率回路电感、栅极回路电感及共源电感来研究其影响。
3:实验设备与材料清单:
实验装置包含双脉冲测试台、SiC MOSFET(WOLFSPEED公司CPM2-1200-0025B型号)、直流母线电容、栅极驱动器(IXYS公司IXDD609D2TR型号)及多种电压电流测量探头。
4:实验流程与操作步骤:
在开关单元中所有相关电感参数变化的条件下进行双脉冲实验,测量并分析开关暂态过程。
5:数据分析方法:
针对开关性能(包括过压、过流、开关能量、电流/电压变化率及振荡频率)对结果进行分析。
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获取完整内容-
SiC MOSFET
CPM2-1200-0025B
WOLFSPEED
Power semiconductor device used in the switching cell of the halfbridge.
-
Gate Driver
IXDD609D2TR
IXYS
Drives the gate of the MOSFETs in the switching cell.
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DC-link Capacitor
1.25μF
CERALINK
Provides energy storage and filtering in the DC-link of the switching cell.
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Current Viewing Resistor
SDN-015
T&M RESEARCH
Measures the current in the switching cell.
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Differential Voltage Probe
BumbleBee
PMK
Measures the drain-source and diode voltages in the switching cell.
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Differential Voltage Probe
TT-SI-9101
TESTEC
Measures the gate-source voltage in the switching cell.
-
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