同样,在关断期间,几乎所有电流都流入阈值电压最低的SiC MOSFET(参见图14)。 我们还可以看到,阈值电压最高的SiC MOSFET的电流首先开始下降,然后阈值电压居中的SiC MOSFET的电流也开始下降。但是,在两个SiC MOSFET完全关断之前,三栅极网络中的谐振会使这两个SiC MOSFET的导通变差,因为它们的整体栅极-源极电压会略有增加。它们在开关节点电压负斜率期间再次导通,但仅占总电流的一小部分。 图14. 关断序列放大 图15. 内部与外部栅极-源极电压关断序列局部放大 同样,如果我们对内部和外部栅极-源极电压之间的差异进行分析,将获得图15中的结果。可以看到在外部栅极-源极电压中存在栅极网络振荡。当开关节点电压为负斜率时,外部栅极-源极电压也会出现明显的尖峰。在图14中,在71.2 μs处的共用驱动电压上也可以看到这个尖峰。 我们可以对漏极-源极电压与漏极电流的乘积进行积分,根据积分周期(导通、关断和导通时间)获得开关损耗能量或导通损耗功率。我们还可以计算同一乘积在一个开关周期内的平均值,以获得每个SiC MOSFET的总损耗。 图16. 每个SiC MOSFET的总功率损耗 正如预期和图16所示,阈值电压最低的Si CMOSFET的总损耗最大。 进一步观察可知,最低阈值SiC MOSFET的损耗略低于100W。阈值电压居中的器件损耗介于38W和39W之间,而最高阈值SiC MOSFET损耗则为36W至37W。 当我们使用迟滞控制或自振荡反馈时,开关频率不是很稳定。这会导致每个周期的一些仿真和计算误差。仿真精度和随机变化的仿真时间步长也会引起误差——转化为曲线上的某些噪声。 图17. 每个SiC MOSFET的导通、关断和导通损耗能量 每个开关周期内的导通损耗(参见图17)与每个SiC MOSFET中的导通电流保持一致。这并不令人意外。 对于导通能量,最低阈值SiC MOSFET的平均导通能量为400μJ,与其他两个的250μJ相比,几乎翻倍。 在阈值电压最低的SiC MOSFET中,关断能量要高出很多,超过550μJ。阈值电压居中的SiC MOSFET具有120μJ的关断能量,而阈值电压最高的SiC MOSFET的关断能量仅为90μJ。其中一个MOSFET与其他MOSFET的差异达到五倍。 |