硅IGBT與碳化硅MOSFET驅動兩者電氣參數特性差別較大，碳化硅MOSFET對于驅動的要求也不同于傳統硅器件，主要體現在GS開通電壓、GS關斷電壓、短路保護、信號延遲和抗干擾幾個方面，具體如下：

01

開通關斷

       對于全控型開關器件來說，配置合適的開通關斷電壓對于器件的安全可靠具有重要意義：

1）硅IGBT：各廠家硅IGBT對開通關斷電壓要求一致：

• 要求開通電壓典型值15V；

• 要求關斷電壓值范圍-5V~-15V，客戶根據需求選擇合適值，常用值有-8V、-10V、-15V；

• 優先穩定正電壓，保證開通穩定。

  

2）碳化硅MOSFET：不同廠家碳化硅MOSFET對開關電壓要求不盡相同：

• 要求開通電壓較高22V~15V；

• 要求關斷電壓較高-5V~-3V；

• 優先穩負壓，保證關斷電壓穩定；

• 增加負壓鉗位電路，保證關斷時候負壓不超標。

02

短路保護

       開關器件在運行過程中存在短路風險，配置合適的短路保護電路，可以有效減少開關器件在使用過程中因短路而造成的損壞。與硅IGBT相比，碳化硅MOSFET短路耐受時間更短。

1）硅IGBT：

      硅IGBT的承受退保和短路的時間一般大于10μs，在設計硅IGBT的短路保護電路時，建議將短路保護的檢測延時和相應時間設置在5-8μs較為合適。

2）碳化硅MOSFET

一般碳化硅MOSFET模塊短路承受能力小于5μs，要求短路保護在3μs以內起作用。采用二極管或電阻串檢測短路，短路保護最短時間限制在1.5μs左右。

03

碳化硅MOSFET驅動的干擾及延遲

1）高dv/dt及di/dt對系統影響

在高壓大電流條件下進行開關動作時，器件開關會產生高dv/dt及di/dt，對驅動器電路產生影響，提高驅動電路的抗干擾能力對系統可靠運行至關重要，可通過以下方式實現：

• 輸入電源加入共模扼流圈及濾波電感，減小驅動器EMI對低壓電源的干擾；

• 次邊電源整流部分加入低通濾波器，降低驅動器對高壓側的干擾；

• 采用共?？箶_能力達到100kV/μs的隔離芯片進行信號傳輸；

• 采用優化的隔離變壓器設計，原邊與次邊采用屏蔽層，減小相互間串擾；

• 米勒鉗位，防止同橋臂管子開關影響。

2）低傳輸延遲

通常情況下，硅IGBT的應用開關頻率小于40kHZ，碳化硅MOSFET推薦應用開關頻率大于100kHz，應用頻率的提高使得碳化硅MOSFET要求驅動器提供更低的信號延遲時間。碳化硅MOSFET驅動信號傳輸延遲需小于200ns，傳輸延遲抖動小于20ns，可通過以下方式實現：

• 采用數字隔離驅動芯片，可以達到信號傳輸延遲50ns，并且具有比較高的一致性，傳輸抖動小于5ns；

• 選用低傳輸延時，上升下降時間短的推挽芯片。

       總之，相比于硅IGBT，碳化硅MOSFET在提升系統效率、功率密度和工作溫度的同時，對于驅動器也提出了更高要求，為了讓碳化硅MOSFET更好的在系統中應用，需要給碳化硅MOSFET匹配合適的驅動。

接下來介紹基本半導體碳化硅MOSFET及驅動產品

碳化硅MOSFET

基本半導體自主研發的碳化硅 MOSFET 具有導通電阻低，開關損耗小的特點，可降低器件損耗，提升系統效率，更適合應用于高頻電路。在新能源汽車電機控制器、車載電源、太陽能逆變器、充電樁、UPS、PFC 電源等領域有廣泛應用。

碳化硅驅動

1、半橋兩并聯功率單元

該產品是青銅劍科技為基本半導體碳化硅 MOSFET 量身打造的解決方案，搭配基本半導體TO-247-3 封裝碳化硅 MOSFET。

2、通用型驅動核

1CD0214T17-XXYY 是青銅劍科技自主研發的一系列針對于單管碳化硅MOSFET 的單通道驅動核，可以驅動目前市面上大部分 1700V 以內的單管碳化硅 MOSFET， 該驅動核設計緊湊，通用性強。

3、電源模塊

Q15P2XXYYD 是青銅劍科技自主研發的單通道系列電源模塊，支持多種柵極輸出電壓，可靈活應用于碳化硅MOSFET驅動。該電源模塊尺寸為19.5 X 9.8 X 12.5 mm， 設計緊湊， 通用性強。