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          羅姆SiC評估板測評:基于碲化鎘弱光發(fā)電玻璃的高效功率變換技術研究

          作者:toothless94 時間:2022-03-19 來源:EEPW論壇 收藏

          感謝公司提供的P02SCT3040KR-EVK-001評估板,有幸參與評估板的測試。拿到評估板的第一感覺就是扎實,評估板四層PCB的板子厚度達到了30mm;高壓區(qū)域也有明顯的標識。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202203/432171.htm

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          隨箱附贈了四顆 ,分別是TO247-3封裝的SCT3040KL和TO247-4封裝的SCT3040KR,器件都是1200V、55A的管子,驅動電壓可以達到22V和-4V,推薦驅動電壓是18V和0V,這個相比于現有的需要負壓關斷的而言,可以簡化電源結構,好評。

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          由于 的導通關斷時間會相對較短,因為采用開爾文源極的封裝,可以消除功率電流回路對驅動回路的干擾,減小振蕩,降低驅動損耗。對于提升SiC 的可靠性。該套評估板在設計時候提供了兩類封裝的安裝位置,方便比較兩類封裝的差別。

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          首先看一下控制信號的邏輯關系,該評估板提供了兩種信號控制方式,Single-CLK和Dual/DP-CLK兩種輸入,利用JP201接線端進行選擇。

          Single-CLK模式是,僅需要將EMABLE引腳使能,給IN_CLK輸入驅動信號即可,通過圖中的邏輯轉換生成HS和LS的驅動信號,而且通過加入RC電路實現延遲觸發(fā),提供驅動信號的死區(qū)時間。

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          下圖為Single-CLK模式下的驅動電壓測試波形。其中Ch1:Vgs_LS,Ch2:Vgs_HS,Ch4:IN_CLK。測試頻率從20kHz測試到200kHz,驅動信號上升沿到驅動電壓Vgs_HS的上升沿時間間隔為1.7μs。

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          Single-CLK的出廠的死區(qū)時間大約為300ns。

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          此外實際測試中也發(fā)現,在采用Single-CLK的控制模式,由于HS和LS是經過延遲觸發(fā)生成的,所以在INCLK沒有信號輸入時,LS的驅動電壓是一直導通的狀態(tài)。

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          下面測試一下,Dual/DP-CLK模式的信號輸入。在使用Dual/DP-CLK模式下,需要通過H(L)S_ALOW和IN_H(L)_CLK共同控制,在手冊中的描述為:

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          所以,這里可以使用兩種控制模式,一是ALOW直接默認下拉,IN_H_CLK輸入高電平,HS導通,相當于正邏輯控制;另一種是ALOW接到”H”電平,IN_H_CLK在低電平時HS導通,此時IN_H_CLK相當于反邏輯控制。

          下圖是ALOW下拉,IN_H(L)_CLK輸入驅動信號后的輸出驅動電壓。其中Ch1:Vgs_LS,Ch2:Vgs_HS,Ch3:IN_L_CLK,Ch4:IN_H_CLK。

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          看了一下信號延遲,在直接用IN_H(L)_CLK輸入驅動信號下,傳輸延遲時間在400ns左右。

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          下面是才采用反邏輯的驅動測試,這也是手冊推薦在做雙脈沖采用的控制方式。Ch1:Vgs_LS,Ch3:IN_L_CLK。開通和關斷過程的傳輸延遲有所增加,達到近1μs的時間。

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          在實際測試的時候發(fā)現,如果采用這種ALOW和IN_H(L)_CLK的驅動邏輯,會存在上下橋臂直通的現象。包括IN_H_CLK和IN_L_CLK的輸入信號一致、IN_H_CLK和IN_L_CLK存在信號重疊部分時,都會導致半橋橋臂直通的現象。

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          針對上面的問題,查看了一下驅動信號的邏輯控制電路,發(fā)現在產生給后級驅動芯片BM6101FV-CE2的INA引腳的INA_HS和INS_LS的信號是經過多次與非運算得到的,其信號邏輯是 和 ,所以在輸入信號完全一致相同時,會導致INA引腳信號直接的拉低,因此Dual/DP-CLK模式只適合單器件工作控制。

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          因為時間較為倉促,只進行了先相關驅動電路的測試,后續(xù)也將針對的SiC MOSFET器件性能和評估板的運行保護功能做更為詳盡的測試。非常感謝公司提供的P02SCT3040KR-EVK-001評估板,為后續(xù)應用SiC MOSFET器件進行產品設計,提供參考和設計經驗,讓我們對SiC MOSFET器件的性能有了更為直觀的體驗。



          關鍵詞: SiC 碳化硅 MOSFET ROHM

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