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杂散电感对SiC和IGBT功率模块开关特性的影响探究

2024-3-8 15:57| 发布者: 闪电| 查看: 7| 评论: 0

摘要: IGBT和碳化硅(SiC)模块的开关特性受到许多外部参数的影响,例如电压、电流、温度、栅极配置和杂散元件。本系列文章将重点讨论直流链路环路电感(DC−Link loop inductance)和栅极环路电感(Gate loop inductance ...


表 4. 总结:IGBT导通特性与带优化电阻RG(on)的直流链路环路电感


图 5 显示了IGBT关断情况下,带优化关断电阻RG(off)的不同直流链路环路电感的对比波形。为了使VCE过冲电平与初始的 23nH 设置类似,在较环路电感设置中使用了较高的RG(off)。结果显示,较高直流链路环路电感设置导致较高的Eoff和较慢的 dV/dt。


图 5. IGBT关断波形与带优化电阻RG(off)的直流链路环路电感的关系


表 5. 总结:IGBT关断特性与带优化电阻RG(off)的直流链路环路电感


SiC MOSFET开关特性与直流链路环路电感(LS)的关系


本节分析不同直流链路电感对SiC MOSFET 开关特性的影响。对NVXR17S90M2SPC模块进行双脉冲测试条件如下:

  • DUT: NVXR17S90M2SPC Low side

  • VDC = 400 V

  • ID = 600 A

  • VGS = +18/−5 V

  • RG(on) = 3.9 Q

  • RG(off) = 1.8 Q

  • Tvj= 25℃


图6描述了不同直流链路环路电感在SiC MOSFET导通期间的对比波形,总结特性描述如表6。较高的环路电感设置,引起较高的感应电压VDS压降和较慢的开启速度di/dt。结果显示,会导致较低的导通损耗,因为损耗是VDS和ID随时间的积分。


就二极管而言,反向恢复峰值电流之后,较高的环路电感会影响二极管峰值电压。结果显示,较高的环路电感配置会影响有快速恢复的更高的反向恢复损耗。由于迅速恢复,增加RG(on)可能需要与EMI兼容。此外,在SiC MOSFET的情况下,EMI兼容性比IGBT更关键,因为它具有更大的振荡幅度和频率,可作为噪声源工作。


图 6. SiC MOSFET导通波形与直流链路环路电感的关系


表 6. SiC MOSFET导通特性与直流链路环路电感的总结




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