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SiC MOSFET替代Si MOSFET 单电源正电压下的负压解决方案

来源: 2022/6/22 浏览量:2939 关键词: SiC MOSFET替代Si MOSFET

现代工业对电力电子设备提出了很多要求:体积小、重量轻、功率大、发热少。面对这些要求,Si MOSFET因Si材料自身的限制而一筹莫展。SiC MOSFET因SiC材料的先天优势开始大显神通。SiC MOSFET大规模商用唯一的缺点就是价格。但随着良率的提升和采用更大尺寸的晶圆,SiC与Si之间的成本差距正在收窄,在整车系统总体成本反而有明显的优势。SiC MOSFET替代Si MOSEFET成为越来越多的厂家的新选择。

SiC MOSFET的驱动与Si MOSFET的区别之一是驱动电压不同,传统Si MOSFET驱动只要单电源正电压即可,而SiC MOSFET需要单电源正负压驱动。SiC MOSFET要替代Si MOSFET,就要解决负压电路如何实现的问题。

目前,SiC MOSFET多为+15/-3V与+20/-5V电压驱动。要在Si MOSFET单电源正压驱动电路中实现负压电路,可以在驱动回路中增加少量元件产生所需要的负压,如需要+15/-3V的驱动电压,则单电压需要提供+18V即可,具体有如下两种方案可以实现。

方案一

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方案二


用3V的稳压管Z1稳定驱动用的负压,开通的时候电容C10上稳定3V电压,则驱动正压就保持为15V,关断时候加在GS上电压就是电容C10的电压为-3V

 

SiC MOSFET替代Si MOSFET,只有单电源正电压时如何实现负压?


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                   方案一和方案二的驱动波形如下:

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方案一驱动波形

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方案二驱动波形

从上述两张驱动波形图可以看出:两个方案均能使用极少的元件实现所需要的驱动负压,但是器件第一次工作前均为0V,不能在常关状态下保持稳定负压,容易被干扰误开通。针对这一问题,可以通过增加一个电阻R1上拉,在上电后就预先给电容C10进行预充电稳压在3V,就可以实现未工作时保持负压,如下图所示。

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综上,在单电源供电的情况下,只需要对电路进行微小的调整,即可实现SiC MOSFET替代Si MOSFET。下述例举:REASUNOS半导体SiC MOSFET产品驱动特点介绍。

阈值电压

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RSM120025W SiC MOSFET(1200V25mΩ)

结论:由于常温阈值电压约2~3V ,SiC MOSFET推荐使用负压关断 (-5V) ,以保证关断时的安全性。

正向导通特性

微信图片_20220622172604.png微信图片_20220622172609.png

结论:SiC MOSFET开通时推荐使用较高驱动电压≥ 18V ,以获得低导通电阻。摆动幅度-5V~20V大于Si MOSFET


REASUNOS半导体推出SiC MOSFET系列产品能够高效率、可靠的满足客户需求。

SiC MOSFET资料介绍


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