驅動SiC MOSFET有多容易？

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得益于寬禁帶半導體的材料優(yōu)勢，SiC MOSFET在電力電子行業(yè)中的應用越來越廣泛。SiC MOSFET很多性能與傳統(tǒng)Si基器件不同，對驅動設計也提出了更高的要求。為了最大化利用SiC MOSFET的性能優(yōu)勢，驅動芯片的選擇需要著重考慮如下幾個方面：

1、更高的軌到軌電壓

IGBT的驅動電壓一般都是15V，而SiC MOSFET的推薦驅動電壓各品牌并不一致，15V、18V、20V都有廠家在用。更高的門極驅動電壓有助于降低器件導通損耗，SiC MOSFET的導通壓降對門極電壓的敏感性比IGBT更高，所以對SiC MOSFET使用高驅動電壓的收益更大，具體分析可參考這篇文章（門極驅動正壓對功率半導體性能的影響）。為了防止寄生導通，SiC MOSFET往往還需要負壓關斷。如果一個SiC MOSFET使用了Vgs=-5V~20V的門極驅動電壓，那么就要求前級驅動芯片的輸出電壓至少是25V，再加一定的余量，一般取35V~40V之間比較合適。

2、更高的共模抑制比

SiC MOSFET是高頻器件，不管是上升還是下降過程中的電壓變化率dv/dt都遠大于IGBT，這要求芯片本身具有較高的抗干擾度。常用于評估驅動芯片抗擾度的參數(shù)為共模抑制比CMTI，是衡量驅動芯片是否適用于SiC MOSFE的標準之一。

3、更高的絕緣等級

拓撲結構的不斷發(fā)展需要引入新的電壓等級。比如，2kV SiC MOSFET可將1500VDC光伏系統(tǒng)的拓撲結構從三電平簡化至兩電壓，能夠提高系統(tǒng)效率，但是隨著電壓的提升，需要驅動芯片具有更高的隔離電壓和過電壓等級。關于驅動芯片的絕緣等級定義和設計，可以參考淺談驅動芯片的絕緣安規(guī)標準。

4、抑制誤觸發(fā)

SiC MOSFET閾值電壓相對IGBT低很多，英飛凌閾值電壓大約是4.5V，而其他很多SiC MOSFET閾值電壓僅有2~3V。再加上SiC MOSFET開關時dv/dt很高，SiC MOSFET寄生導通的風險就格外嚴峻。這就要求驅動芯片最好具有米勒鉗位功能，或者是開通和關斷分開的引腳，為關斷過程設置小一些的門極電阻，也可有效降低米勒電容引起的門極電壓抬升。關于SiC MOSFET寄生導通特性，可參考下面文章分立式CoolSiC?MOSFET的寄生導通行為研究。

什么樣的驅動芯片能滿足SiC MOSFET的種種挑剔要求？英飛凌EiceDriver? X3系列驅動芯片當仁不讓。其中緊湊型驅動芯片1ED314X系列，外形小巧，功能全面，是驅動SiC MOSFET的性價比之選：

1、驅動芯片最大輸出電壓高達35V，滿足SiC MOSFET高門極電壓的需求。

2、共模抑制比CMTI大于300kV/us，遠高于光耦和容隔芯片。

3、45ns的傳播延遲，和7ns的傳播延時誤差，適合SiC MOSFET的高頻開關特性。

4、通過UL1577認證，可適用于650V,1200V,1700V,2300V IGBT, SiC and Si MOSFET。

5、具備開通和關斷分開的引腳，可為開通和關斷過程設置不同的門極電阻。

6、具有有源關斷和短路鉗位的功能。