SIC模塊與IGBT模塊的區(qū)別 SIC模塊與IGBT模塊在應(yīng)用的差別

SIC模塊和IGBT模塊是兩種不同類型的功率電子器件，它們?cè)诓牧虾托阅芴卣魃洗嬖陲@著差異，適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域，下面穎特新詳細(xì)介紹一下這兩者之間的差別。

SIC模塊與IGBT模塊的區(qū)別：

1.材料差異：sic是寬禁帶材料，而igbt是基于硅的材料。sic具有更高的擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度、更高的熱導(dǎo)率、更高的工作溫度和更小的芯片面積等優(yōu)勢(shì)。

2.開(kāi)關(guān)特性差異：sic-MOSFET是單極器件，沒(méi)有尾電流，因此能實(shí)現(xiàn)更快的開(kāi)關(guān)速度和更低的開(kāi)關(guān)損耗。而igbt是雙極器件，存在尾電流，開(kāi)關(guān)速度受限，開(kāi)關(guān)損耗較大。

3.應(yīng)用領(lǐng)域差異：sic-MOSFET適用于高壓、高頻、高效的電力轉(zhuǎn)換應(yīng)用，如新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電、光伏逆變等。而igbt適用于中低壓、中低頻、大電流的電力轉(zhuǎn)換應(yīng)用，例如工業(yè)驅(qū)動(dòng)、軌道交通、變頻空調(diào)等。

SIC模塊與IGBT模塊在應(yīng)用的差別：

硅IGBT和碳化硅MOSFET在驅(qū)動(dòng)方面具有顯著的電氣參數(shù)特性差異。碳化硅MOSFET對(duì)于驅(qū)動(dòng)的要求與傳統(tǒng)硅器件也存在差異，主要表現(xiàn)在GS開(kāi)通電壓、GS關(guān)斷電壓、短路保護(hù)、信號(hào)延遲和抗干擾等幾個(gè)方面。具體如下：

（一）開(kāi)通關(guān)斷

對(duì)于全控型開(kāi)關(guān)器件，適配合適的開(kāi)通關(guān)斷電壓對(duì)于確保器件的安全可靠性至關(guān)重要：

1）硅IGBT：不同廠家的硅IGBT共同要求：

·開(kāi)通電壓典型值為15V；

·關(guān)斷電壓范圍為-5V至-15V，用戶可以根據(jù)需求選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)值，常見(jiàn)的選擇包括-8V、-10V和-15V；

·優(yōu)先考慮穩(wěn)定的正電壓，以確保可靠的開(kāi)通操作。

2）碳化硅MOSFET：不同廠家的碳化硅MOSFET具有不同的開(kāi)關(guān)電壓要求：

·開(kāi)通電壓要求較高，通常在22V至15V范圍內(nèi)；

·關(guān)斷電壓要求較高，通常在-5V至-3V范圍內(nèi)；

·優(yōu)先考慮穩(wěn)定的負(fù)電壓，以確保可靠的關(guān)斷操作；

·添加負(fù)壓鉗位電路，以確保關(guān)斷時(shí)負(fù)壓不超過(guò)規(guī)定限制。

（二）短路保護(hù)

開(kāi)關(guān)器件在運(yùn)行過(guò)程中存在短路風(fēng)險(xiǎn)，配置合適的短路保護(hù)電路可以有效減少因短路而導(dǎo)致的器件損壞。與硅IGBT相比，碳化硅MOSFET具有更短的短路耐受時(shí)間。

1）硅IGBT：

硅IGBT的承受退保和短路時(shí)間一般小于10μs，在設(shè)計(jì)硅IGBT的短路保護(hù)電路時(shí)，建議將短路保護(hù)的檢測(cè)延時(shí)和響應(yīng)時(shí)間設(shè)置為5-8μs較為合適。

2）碳化硅MOSFET：

通常，碳化硅MOSFET模塊的短路承受能力小于5μs，因此短路保護(hù)需要在3μs以內(nèi)起作用。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可以采用二極管或電阻串聯(lián)進(jìn)行短路檢測(cè)，并確保短路保護(hù)的最短時(shí)間限制在約1.5μs左右。

（三）碳化硅MOSFET驅(qū)動(dòng)的干擾及延遲

1）高dv/dt及di/dt對(duì)系統(tǒng)的影響：

在高電壓和大電流條件下進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作時(shí)，器件的開(kāi)關(guān)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生高速的dv/dt和di/dt，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路造成影響。為了確保系統(tǒng)可靠運(yùn)行，提高驅(qū)動(dòng)電路的抗干擾能力至關(guān)重要，可以采取以下措施：

·在輸入電源中添加共模扼流圈和濾波電感，以減小驅(qū)動(dòng)器EMI對(duì)低壓電源的干擾；

·在次邊電源整流部分添加低通濾波器，降低驅(qū)動(dòng)器對(duì)高壓側(cè)的干擾；

·使用具有高達(dá)100kV/μs共模抗擾能力的隔離芯片進(jìn)行信號(hào)傳輸；

·采用經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的隔離變壓器，原邊和次邊都應(yīng)用屏蔽層，減小相互間的串?dāng)_；

·使用米勒鉗位技術(shù)，防止同橋臂管子開(kāi)關(guān)時(shí)的相互影響。

2）低傳輸延遲：

通常情況下，硅IGBT的應(yīng)用開(kāi)關(guān)頻率較低，小于40kHz，而碳化硅MOSFET推薦的應(yīng)用開(kāi)關(guān)頻率較高，大于100kHz。提高應(yīng)用頻率要求驅(qū)動(dòng)器提供更低的信號(hào)延遲時(shí)間。碳化硅MOSFET對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸延遲要求小于200ns，傳輸延遲抖動(dòng)小于20ns。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可以采取以下方式：

·使用數(shù)字隔離驅(qū)動(dòng)芯片，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸延遲約為50ns，并且具有較高的一致性，傳輸延遲抖動(dòng)小于5ns；

·選擇具有較低傳輸延時(shí)和短上升/下降時(shí)間的推挽芯片。

總之，與硅IGBT相比，碳化硅MOSFET在提高系統(tǒng)效率、功率密度和工作溫度方面具有優(yōu)勢(shì)。然而，這也對(duì)驅(qū)動(dòng)器提出了更高的要求。為了確保碳化硅MOSFET在系統(tǒng)中發(fā)揮更好的作用，需要選擇適配的驅(qū)動(dòng)器。