共源極電感對SiC MOSFET開關損耗影響的研究

董澤政，吳新科，盛　況，張軍明

（浙江大學電氣工程學院，杭州310027）

共源極電感對SiC MOSFET開關損耗影響的研究

董澤政，吳新科，盛況，張軍明

（浙江大學電氣工程學院，杭州310027）

共源極電感同時存在于功率MOSFET的功率回路和門極驅動回路中，影響器件的開關特性和開關損耗。共源極電感的影響將隨著器件開關速度和開關頻率的提高而顯得更為嚴重。碳化硅（SiC）MOSFET相對于硅器件的材料優勢使其可以實現更快速的開關過程，共源極電感的影響更加需要考慮。首先分析了現有功率開關損耗測量方法的優劣，然后選用一種通過測量結溫升和熱阻的方法來測量SiC MOSFET的開關損耗，最后搭建了一臺輸出功率1 kW、輸出電壓800 V的全碳化硅Boost樣機，從100 kHz到500 kHz進行實驗驗證。實驗結果表明，當不含共源極電感時SiC MOSFET的開通損耗、關斷損耗均有所減小。

共源極電感；開關損耗；碳化硅（SiC）MOSFET

引言

近年來，隨著寬禁帶器件的不斷發展，碳化硅基MOSFET在電機驅動、光伏逆變器等場合得到了廣泛研究［1-2］。碳化硅器件相比傳統的硅基器件，具有較小的結電容和很高的開關速度，導致回路中極高的開關速度di/dt及dv/dt。因此，回路寄生參數對于器件的應力、損耗和EMI干擾的影響需要認真對待。寄生參數中的共源極電感會使器件開關速度減慢，從而對器件的開關損耗產生影響。

回路寄生參數對于器件開關特性的影響主要包括器件的開關速度（di/dt、dv/dt）、器件的開關時間，電壓電流應力以及開關損耗。文獻［3］中分析了主功率回路電感LDS、門極回路電感LGS以及共源極電感LSS對于CoolMOS開關特性的影響，認為LDS主要影響開關時的振蕩和器件總的電壓電流應力，而LSS主要影響開關損耗；……