ZHCABN2 February 2022 UCC14240-Q1
一旦確定了偏置架構，設計偏置電源的第一步就是根據 IGBT 或 SiC 功率模塊的柵極電荷 QG 確定所需的功率。表 3-1 重點介紹了 1.2kV IGBT 和 1.2kV SiC 兩個模塊的一些關鍵參數比較。
| VCE，VDS (V) | IC，ID (A) | VGE，VGS (V) | VGE/S(th)，(V) | QG (μC) | |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 組 IGBT | 1200 | 380 | -8/15 | 5.2 | 1.75 |
| 6 組 SiC | 1200 | 400 | -5/15 | 3.25 | 1.32 |
已知 QG、VGE(ON)、VGE(OFF) 和開關頻率 FSW，動態開關所需的功率可根據Equation1 計算。
還需要功率來支持總偏置電壓和柵極驅動靜態電流 IQ 的乘積。給定驅動器的靜態電流可以從制造商的數據表中獲得。一些柵極驅動器 IC 數據表分別指定 IQ_VDD 和 IQ_VEE，而其他數據表只指定 IQ_VDD。計算靜態功率時，應使用較大的 IQ 值，功率可根據Equation2 計算得出。
然后，所需的總偏置功率通過以下公式算出：
為便于比較，假設 IGBT 和 SiC 使用的是 UCC21732-Q1 等柵極驅動器。根據 UCC21732-Q1 數據表，計算得出的最大 IQ_VDD 為 5.9mA。如果兩者都在 20kHz 下工作，并在 QG 整個 QG 范圍內切換，則表 3-1 中列出的每個模塊所需的柵極驅動偏置功率可由Equation4 和Equation5 來計算，結果如下：
除了從 SiC 模塊獲得的眾所周知的動態開關和熱優勢之外，與類似的額定 IGBT 模塊相比，其較低的柵極電荷和 ΔVGS 還提供了一個不太受認可的次要優勢，即所需的偏置功率降低了 31.4%。