ZHCAFS8 September 2025 UCC57108-Q1
為 SiC MOSFET 選擇合適的柵極驅動器時,需重點考慮偏置電壓額定值、峰值電流能力、保護功能、柵極電阻器及功耗等參數。
為了最大限度地降低導通損耗,偏置電壓設定為 20V;同時設定 -5V 的負偏置,以防止瞬態信號導致的誤導通。由上述電壓差值可知,柵極驅動器的 VDD 要求至少為 25V。
為了最大限度地降低開關損耗,柵極驅動器還必須能夠提供所需的峰值電流以實現目標開關速度。系統對開關速度的要求通常通過壓擺率來表示。在本示例的 PFC 電路中,設計要求明確規定:在 400V 直流母線電壓下,SiC MOSFET 的導通電壓壓擺率需達到 20V/ns 或更高。這意味著 SiC MOSFET 導通期間 VDS 的完整擺幅變化需要在 20ns 或更短時間內完成。在 VDS 擺幅期間,SiC MOSFET 的密勒電荷(對于所選的 SiC MOSFET,QGD 參數為 27nC)由柵極驅動器的峰值電流充電;峰值電流需要在 20ns 或更短的時間內為 QGD 充電。由此可算出,所需峰值電流至少為 1.35A 。
UVLO 是一項關鍵保護功能,可在電源故障情況下最大限度地減少 SiC MOSFET 的損壞。如果故障導致 VGS 降至不安全的水平,那么 SiC MOSFET 可能會出現傳導損耗。這會降低 SiC MOSFET 的效率,增加發熱并縮短其壽命。在該應用場景中,采用具有高 UVLO 額定值的柵極驅動器頗具優勢。
具備某種形式的短路檢測功能,是 SiC MOSFET 的另一項重要保護特性。由于 SiC MOSFET 并不存在像 IGBT 中飽和區到有源區那樣清晰的線性區到飽和區過渡,因此若不對 DESAT 保護這類單電壓閾值檢測方式進行大幅改進,就無法實現精準保護。OCP 是更理想的選擇,它使用分流電阻器來測量電流。