大功率SiCMOSFET驱动电路设计2015年6月10日第52卷第11期ElectricalMeasurementInstrumentation电测与仪表Vol.52No.11Jun.10，2015大功率SiCMOSFET驱动电路设计彭咏龙，李荣荣，李亚斌(华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003)摘要：在实际工程应用的基础上，针对50kW/1MHz的高频感应加热大功率SiCMOSFET电路要求及SiCMOS一要求，在现有已经成熟应用的SiMOSFET驱动电路基础上对其进行改进，研宄适合工作在兆赫范围内的SiCMOSFET驱动电路。并采用双脉冲实验验证所设计驱动电路的基本特性及确定最佳门极电阻参数。关键词：SiCMOSFET;开关特性；驱动电路；双脉冲实验：TM13文献标识码：BFET开关特性进行开发研究。通过对SiCMOSFET的开通过程特性进行详细研究，得出使其可靠、安全驱动的：1001—1390(2015)11-0074-05DesignofhighpowerSiCMOSFETdrivercircuit(SchoolofElectricalandElectronicEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,Baoding071003，Hebei,China)Abstract：Onthebasistion,onekindofdrCMOSFETwasdiscusPengYong1ong,LntherequirementhpowerSiCMOSFETctchingcharacteriT.ThroughresearcopeningthecharacOSFETindetai1,coble,safedrivingrproveitinSiMOSFEbasedapplicationre,researchforthtzrangeofSiCMOSFt.Thebasiccharacivercircuitusingsistance.0引言ofprojectapplicaivercircuitforSisedaccordingtoiRongrong,LiYabisof50kW/1MHzhigircuit,andtheswisticsofSiCMOSFEhingtheprocessofteristicsofSiCMmetomakeitsreliaequirements,toimTdrivercircuit—sonexistingmatuejobinthemegaherETdrivercircuiteristicsofthedrtersofthegatere碳化硅(SiliconCarbride，SiC)是一种具有宽禁带、高击穿电场、高饱和漂移速度和高热导率等优越电学特性的材料[1一3]double—pu1seexperimentsverifythebasiccharacteristicsofdesigneddrivercircuitanddeterminetheoptimalparame—Keywords：SiCMOSFET,switchingcharacteristics,drivercircuit,double—pulseexperiment大，而电压UGS变为负值时，GS两端的氧化层电容回增大，这会增加MOSFET开通及关断时所需的电荷量，从而影响开关速度。故完全套用SiM0SFET的驱动方式，来驱动SiCMOSFET是不合理的，而是应对SiCMOSFET驱动电路进行精心设计。本文在对SiCMOSFET的开通过程特性进行详细分析后，得出使其可靠、安全驱动的要求，在现冇已经成熟应用的SiMOSFET驱动电路基础上对其进行改进，研宄适合工作在兆赫范闱内的SiCMOSFET驱动电路。从实际工程应用的角度出发，对大功率高频感应加热电路的SiCMOSFET进行驱动电路开发设计，并采用双脉冲实验验证所设计驱动电路的基本特性及确定最佳门极电阻参数。1SiCMOSFET导通过程分析SiCMOSFET的幵关过程主要受其动态特性参,与其他材料相比其更适合在高温、高功率和高频的特殊条件下工作，故该材料一经诞生就引起了人们的广泛关注。电力电子行业的发展一直与半导体器件的发展密切相关。在行业对高频化、大功率化提出更高要求的情况下，大功率高频感应加热技术对SiCMOSFET的应用也进入了积极探索阶段。由于SiC材料的禁带宽度和击穿场强远高于Si等材料，故在相同的耐压水平下，SiCMOSFET的寄生电容远小于SiM0SFET，对驱动电路的寄生参数更加敏感。SiCMOSFET更适合在一2V〜+20V的驱动电压下工作，与SiMOSFET的0V〜+15V区别较一74—2015年6月10日第52卷第11期ElectricalMeasurementInstrumentation电测与仪表Vol.52No.11Jun.10,2015数的影响，而极间电容是动态特性参数中最主要的参数。如图1所示为SiCMOSFET的内部等效模型。采用输入电容Ciss、输出电容Coss和转移电容Crss来描述各极间电容的关系，以此来表征各极间电容对SiCMOSFET幵关过程的影响[4-7]电压UGS线性增大，t2时刻iD达到最大值。UDS保持MOSFET功耗最大。截止时的高电平不变，电压与电流产生重叠区域，(3)t2〜t3区间：从t2时刻开始，UDS开始下降，。其中，输入电容cisS产生米勒电容效应，UGS停止上升而出现平台，从t2小值。FET工作过程中会影响开关时间。决定电路的RC时间常数；转移电容Crss在SiCMOS—C到t3区间电荷量等于QG...