Page 55 - 第三代半導體—— 碳化矽材料製程與分析

DESIGN CORNER
用閘極脈衝對高邊和低側 MOSFET進行了兩次去飽和保護 測試。透過選擇不同的齊納二極 體，在每次測試中測試了不同的故 障電流。測得的電流值如表4所示， 假定最大VDESAT_REF = 9.57V(最 大值)，標稱VDIODE_DROP = 0.6V。
25°C室溫下，透過在 100V~800V的範圍內改變輸入電
壓(V1)，進行了低側去飽和保護 測試(圖9)。
的電流觸發了去飽和保護，並在 1.32μs後觸發故障狀態接腳為低 位準。
低側測試
在圖16和圖17中，在25°C下 對~125A的電流觸發了去飽和保 護，並且故障狀態接腳在延遲約 1.34μs後觸發為低位準。
原理圖 圖18至圖20顯示閘極驅動器
圖16:低側測試，V1 = 800V，檢測到故障。
表6:去飽和保護測試的計算條件。
圖17:低側測試，V1 = 800V，檢測到故障(放大)。
結論閘極驅動器能夠透過去飽和 保護上報短傳輸延遲和快速過流 故障。這些優勢結合適當的外部 電路設計，可滿足開發先進的寬頻 元件，如SiC和GaN半導體所提供 的應用的嚴格要求。
圖10至圖17顯示低側去飽和 保護測試的結果，表5說明了圖10 至圖17所示的訊號。
低側和高邊測試的結果說明， 閘極驅動解決方案可在< 2μs的高 速下，能夠上報去飽和檢測的電 流值，這個電流值接近設定的電 流值(表6)。
對電源模組的高邊進行了類 似測試，其中在25°C下對~160A
板的原理圖。
本文中的測試結果是全閘極 驅動解決方案在高電壓下驅動SiC MOSFET模組的資料，並透過去飽 和保護功能提供超快回應和相應的 故障管理。此閘極驅動解決方案提 供具有適當電壓位準的隔離電源， 以及低關斷電流和軟啟動功能。
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測試
齊納擊穿電壓， VZ (V)
檢測電壓位準， VDS (V)
檢測電流位準， ID，25°C (A)
檢測電流位準， ID，125°C (A)
低側
5.1
3.27
116
95
高邊
4.3
4.07
140
110
圖18:閘極驅動板原理圖(初級端)。
圖19:閘極驅動板原理圖(隔離電源和高邊閘極 訊號)。
圖20:閘極驅動板原理圖(隔離電源和低側閘極 訊號)。
2022年7月 | www.eettaiwan.com