SIC模塊與IGBT模塊的區(qū)別 SIC模塊與IGBT模塊的應用差別
SIC模塊（Silicon Carbide Module）和IGBT模塊（Insulated Gate Bipolar Transistor Module）是兩種不同的功率半導體模塊，它們在材料、特性和應用方面有一些區(qū)別。
1. 材料：SIC模塊采用碳化硅（SiC）作為半導體材料，而IGBT模塊則采用硅（Si）作為半導體材料。碳化硅具有較高的熱導率和較高的電場飽和漂移速度，使得SIC模塊具有更高的開關頻率和更低的開關損耗。
2. 特性：SIC模塊相對于IGBT模塊具有以下特點： - 更高的工作溫度：SIC模塊能夠在更高的溫度下工作，因為碳化硅具有更高的熱導率和更好的熱穩(wěn)定性。 - 更低的開關損耗：由于碳化硅的特性，SIC模塊具有更低的開關損耗和導通損耗，從而提高了效率。 - 更高的開關頻率：碳化硅具有較高的電場飽和漂移速度，使得SIC模塊能夠?qū)崿F(xiàn)更高的開關頻率，適用于高頻應用。
3. 應用：SIC模塊和IGBT模塊在應用方面有一些差別： - SIC模塊適用于高頻、高溫和高效率的應用，如電動汽車、太陽能逆變器、工業(yè)電源等。 - IGBT模塊適用于中頻、中溫和中功率的應用，如變頻空調(diào)、電機驅(qū)動、電動機控制等。需要根據(jù)具體的應用需求和設計要求選擇合適的功率半導體模塊。
SIC模塊與IGBT模塊在應用的差別：
硅IGBT和碳化硅MOSFET在驅(qū)動方面具有顯著的電氣參數(shù)特性差異。碳化硅MOSFET對于驅(qū)動的要求與傳統(tǒng)硅器件也存在差異，主要表現(xiàn)在GS開通電壓、GS關斷電壓、短路保護、信號延遲和抗干擾等幾個方面。具體如下：
（一）開通關斷
對于全控型開關器件，適配合適的開通關斷電壓對于確保器件的安全可靠性至關重要：
①硅IGBT：不同廠家的硅IGBT共同要求：
·開通電壓典型值為15V；
·關斷電壓范圍為-5V至-15V，用戶可以根據(jù)需求選擇適當?shù)臄?shù)值，常見的選擇包括-8V、-10V和-15V；
·優(yōu)先考慮穩(wěn)定的正電壓，以確？煽康拈_通操作。
②碳化硅MOSFET：不同廠家的碳化硅MOSFET具有不同的開關電壓要求：
·開通電壓要求較高，通常在22V至15V范圍內(nèi)；
·關斷電壓要求較高，通常在-5V至-3V范圍內(nèi)；
·優(yōu)先考慮穩(wěn)定的負電壓，以確？煽康年P斷操作；
·添加負壓鉗位電路，以確保關斷時負壓不超過規(guī)定限制。
（二）短路保護
開關器件在運行過程中存在短路風險，配置合適的短路保護電路可以有效減少因短路而導致的器件損壞。與硅IGBT相比，碳化硅MOSFET具有更短的短路耐受時間。
①硅IGBT：
硅IGBT的承受退保和短路時間一般小于10μs，在設計硅IGBT的短路保護電路時，建議將短路保護的檢測延時和響應時間設置為5-8μs較為合適。
②碳化硅MOSFET：
通常，碳化硅MOSFET模塊的短路承受能力小于5μs，因此短路保護需要在3μs以內(nèi)起作用。為了實現(xiàn)這一目標，可以采用二極管或電阻串聯(lián)進行短路檢測，并確保短路保護的最短時間限制在約1.5μs左右。
（三）碳化硅MOSFET驅(qū)動的干擾及延遲
①高dv/dt及di/dt對系統(tǒng)的影響：
在高電壓和大電流條件下進行開關操作時，器件的開關過程會產(chǎn)生高速的dv/dt和di/dt，對驅(qū)動電路造成影響。為了確保系統(tǒng)可靠運行，提高驅(qū)動電路的抗干擾能力至關重要，可以采取以下措施：
·在輸入電源中添加共模扼流圈和濾波電感，以減小驅(qū)動器EMI對低壓電源的干擾；
·在次邊電源整流部分添加低通濾波器，降低驅(qū)動器對高壓側(cè)的干擾；
·使用具有高達100kV/μs共？箶_能力的隔離芯片進行信號傳輸；
·采用經(jīng)過優(yōu)化設計的隔離變壓器，原邊和次邊都應用屏蔽層，減小相互間的串擾；
·使用米勒鉗位技術，防止同橋臂管子開關時的相互影響。
②低傳輸延遲：
通常情況下，硅IGBT的應用開關頻率較低，小于40kHz，而碳化硅MOSFET推薦的應用開關頻率較高，大于100kHz。提高應用頻率要求驅(qū)動器提供更低的信號延遲時間。碳化硅MOSFET對驅(qū)動信號傳輸延遲要求小于200ns，傳輸延遲抖動小于20ns。為實現(xiàn)這一目標，可以采取以下方式：
·使用數(shù)字隔離驅(qū)動芯片，可實現(xiàn)信號傳輸延遲約為50ns，并且具有較高的一致性，傳輸延遲抖動小于5ns；
·選擇具有較低傳輸延時和短上升/下降時間的推挽芯片。
總之，與硅IGBT相比，碳化硅MOSFET在提高系統(tǒng)效率、功率密度和工作溫度方面具有優(yōu)勢。然而，這也對驅(qū)動器提出了更高的要求。為了確保碳化硅MOSFET在系統(tǒng)中發(fā)揮更好的作用，需要選擇適配的驅(qū)動器。
編輯：admin 最后修改時間：2023-10-11
