SiC MOSFET RC吸收電路設計、參數計算-KIA MOS管

本文提出了一種 SiC MOSFET 的漏源極之間充放電型 RC吸收電路參數的計算方法。首先根據波形的振蕩頻率來計算電路中總的寄生電容值 ( C)和寄生電感值 ( L) ，然后再計算出 RC吸收電路的電阻值 ( RSN) 和電容值 ( CSN) ，RC吸收電路原理如圖 4 所示。

SiC MOSFET RC吸收電路

RSN和 CSN的具體計算過程如下。

①首先根據SiC MOSFET 的 DS 引腳之間的電壓 ( UDS) 波形振蕩周期計算出諧振頻率 ( f0) ，如圖 5 所示。

②在圖 4 中 SiC MOSFET 的漏源極之間接一個外接電容( Ctest) ，由此再測算出一個諧振頻率 ( f1) 。

③計算出 C 和 L，即

SiC MOSFET RC吸收電路

實驗驗證

本文基于以上設計搭建一臺 SiC MOSFET 雙并聯交錯升壓 DC-DC 變流器的樣機，主電路如圖 1所示，樣機如圖 6 所示。

樣機基于 TMS320F28335 DSP 芯片設計的控制系統; 主電路由直流支撐電容、儲能電感和 SiC MOSFET 等構成，樣機輸入電壓為 DC 72 V，母線電壓為 DC 570 V，額定輸出功率為 3 kW，母線電壓支撐電容為 560 μF，儲能電感為 75 μH，開關頻率為 80 kHz。

SiC MOSFET RC吸收電路

采用上述實驗平臺對 RC吸收電路計算方法的有效性進行驗證，增加 RC吸收電路前后 SiC MOSFET 的DS 引腳之間電壓和母線電壓 ( UDC) 的實驗波形如圖 7 所示。

圖 7 表明，增加 RC吸收電路后，電壓過沖由1 080 V下降至 740 V，降低了約31%; 沒有 RC吸收電路時 SiC MOSFET 的 UDS單個波形振蕩周期為 51 ns，經過10個振蕩周期( 510 ns) 后波形振蕩基本消失，增加 RC吸收電路后無明顯振蕩周期，且213 ns后波形振蕩基本消失。

實驗驗證了增加 RC吸收電路后不僅有效降低了電壓過沖和振蕩，而且減小了 SiC MOSFET 開關過程中母線電壓的波動。

SiC MOSFET RC吸收電路