在碳化硅(SiC)MOSFET橋式電路應用中,米勒鉗位功能至關重要,主要體現在以下幾個方面:
在SiC MOSFET橋式電路(如充電樁LLC拓撲、光伏逆變器等)中,米勒鉗位功能是確保高可靠性和高效率的核心設計要素。通過主動抑制米勒效應,可顯著降低誤開通風險,為高頻、高壓應用提供關鍵保障。
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1. 抑制米勒效應引起的誤開通
米勒效應原理:當橋式電路的上管快速開通時,橋臂中點電壓的快速變化(高dv/dt)會通過下管的柵漏寄生電容(Cgd)產生米勒電流(Igd=Cgd?dtdv)。該電流流經下管的柵極電阻(Rgoff),導致下管柵極電壓被抬高,可能超過閾值電壓(VGS(th)),引發誤開通(直通現象)。
SiC MOSFET的脆弱性:
SiC MOSFET的閾值電壓較低(1.8~2.7V),且隨溫度升高進一步下降,更容易因米勒電流誤開通。
SiC器件的開關速度極快(dv/dt可達50kV/μs以上),進一步加劇米勒效應風險。
2. 米勒鉗位功能的作用
主動鉗位門極電壓:米勒鉗位通過低阻抗路徑(如驅動芯片內部的MOSFET)將門極電荷快速泄放至負電源軌,抑制柵極電壓的抬升(例如將VGS從7.3V降至2V)。
增強系統可靠性:避免上下管直通短路,降低熱失控和器件損壞風險。
3. 與傳統IGBT的對比
IGBT:驅動負壓容忍度更高(-8~-15V),閾值電壓較高(約5.5V),通常無需米勒鉗位。
SiC MOSFET:驅動負壓受限(-4V~-8V),閾值電壓低且對溫度敏感,必須依賴米勒鉗位抑制誤開通。
4. 實測驗證
在雙脈沖測試中,開啟米勒鉗位功能后,下管柵極電壓波動顯著降低(從7.3V降至2V),有效避免誤開通(詳見第55-56頁測試數據)。
5. 系統優化意義
提升效率:減少開關損耗和直通損耗,優化整機效率。
支持高頻應用:通過抑制米勒效應,充分發揮SiC MOSFET的高頻優勢。
碳化硅(SiC)MOSFET橋式電路應用中米勒鉗位功能的重要性
BASiC基本股份針對SiC碳化硅MOSFET多種應用場景研發推出門極驅動芯片,可適應不同的功率器件和終端應用。BASiC基本股份的門極驅動芯片包括隔離驅動芯片和低邊驅動芯片,絕緣最大浪涌耐壓可達8000V,驅動峰值電流高達正負15A,可支持耐壓1700V以內功率器件的門極驅動需求。
BASiC基本股份低邊驅動芯片可以廣泛應用于PFC、DCDC、同步整流,反激等領域的低邊功率器件的驅動或在變壓器隔離驅動中用于驅動變壓器,適配系統功率從百瓦級到幾十千瓦不等。
BASiC基本股份推出正激 DCDC 開關電源芯片BTP1521P,BTP1521F,該芯片集成上電軟啟動功能、過溫保護功能,輸出功率可達6W。芯片工作頻率通過OSC 腳設定,最高工作頻率可達1.5MHz,非常適合給隔離驅動芯片副邊電源供電。
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在SiC MOSFET橋式電路(如充電樁LLC拓撲、光伏逆變器等)中,米勒鉗位功能是確保高可靠性和高效率的核心設計要素。通過主動抑制米勒效應,可顯著降低誤開通風險,為高頻、高壓應用提供關鍵保障。
審核編輯 黃宇
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