SIC模块与IGBT模块的区别 SIC模块与IGBT模块的应用差别
SIC模块（Silicon Carbide Module）和IGBT模块（Insulated Gate Bipolar Transistor Module）是两种不同的功率半导体模块，它们在材料、特性和应用方面有一些区别。
1. 材料：SIC模块采用碳化硅（SiC）作为半导体材料，而IGBT模块则采用硅（Si）作为半导体材料。碳化硅具有较高的热导率和较高的电场饱和漂移速度，使得SIC模块具有更高的开关频率和更低的开关损耗。
2. 特性：SIC模块相对于IGBT模块具有以下特点： - 更高的工作温度：SIC模块能够在更高的温度下工作，因为碳化硅具有更高的热导率和更好的热稳定性。 - 更低的开关损耗：由于碳化硅的特性，SIC模块具有更低的开关损耗和导通损耗，从而提高了效率。 - 更高的开关频率：碳化硅具有较高的电场饱和漂移速度，使得SIC模块能够实现更高的开关频率，适用于高频应用。
3. 应用：SIC模块和IGBT模块在应用方面有一些差别： - SIC模块适用于高频、高温和高效率的应用，如电动汽车、太阳能逆变器、工业电源等。 - IGBT模块适用于中频、中温和中功率的应用，如变频空调、电机驱动、电动机控制等。需要根据具体的应用需求和设计要求选择合适的功率半导体模块。
SIC模块与IGBT模块在应用的差别：
硅IGBT和碳化硅MOSFET在驱动方面具有显著的电气参数特性差异。碳化硅MOSFET对于驱动的要求与传统硅器件也存在差异，主要表现在GS开通电压、GS关断电压、短路保护、信号延迟和抗干扰等几个方面。具体如下：
（一）开通关断
对于全控型开关器件，适配合适的开通关断电压对于确保器件的安全可靠性至关重要：
①硅IGBT：不同厂家的硅IGBT共同要求：
·开通电压典型值为15V；
·关断电压范围为-5V至-15V，用户可以根据需求选择适当的数值，常见的选择包括-8V、-10V和-15V；
·优先考虑稳定的正电压，以确保可靠的开通操作。
②碳化硅MOSFET：不同厂家的碳化硅MOSFET具有不同的开关电压要求：
·开通电压要求较高，通常在22V至15V范围内；
·关断电压要求较高，通常在-5V至-3V范围内；
·优先考虑稳定的负电压，以确保可靠的关断操作；
·添加负压钳位电路，以确保关断时负压不超过规定限制。
（二）短路保护
开关器件在运行过程中存在短路风险，配置合适的短路保护电路可以有效减少因短路而导致的器件损坏。与硅IGBT相比，碳化硅MOSFET具有更短的短路耐受时间。
①硅IGBT：
硅IGBT的承受退保和短路时间一般小于10μs，在设计硅IGBT的短路保护电路时，建议将短路保护的检测延时和响应时间设置为5-8μs较为合适。
②碳化硅MOSFET：
通常，碳化硅MOSFET模块的短路承受能力小于5μs，因此短路保护需要在3μs以内起作用。为了实现这一目标，可以采用二极管或电阻串联进行短路检测，并确保短路保护的最短时间限制在约1.5μs左右。
（三）碳化硅MOSFET驱动的干扰及延迟
①高dv/dt及di/dt对系统的影响：
在高电压和大电流条件下进行开关操作时，器件的开关过程会产生高速的dv/dt和di/dt，对驱动电路造成影响。为了确保系统可靠运行，提高驱动电路的抗干扰能力至关重要，可以采取以下措施：
·在输入电源中添加共模扼流圈和滤波电感，以减小驱动器EMI对低压电源的干扰；
·在次边电源整流部分添加低通滤波器，降低驱动器对高压侧的干扰；
·使用具有高达100kV/μs共模抗扰能力的隔离芯片进行信号传输；
·采用经过优化设计的隔离变压器，原边和次边都应用屏蔽层，减小相互间的串扰；
·使用米勒钳位技术，防止同桥臂管子开关时的相互影响。
②低传输延迟：
通常情况下，硅IGBT的应用开关频率较低，小于40kHz，而碳化硅MOSFET推荐的应用开关频率较高，大于100kHz。提高应用频率要求驱动器提供更低的信号延迟时间。碳化硅MOSFET对驱动信号传输延迟要求小于200ns，传输延迟抖动小于20ns。为实现这一目标，可以采取以下方式：
·使用数字隔离驱动芯片，可实现信号传输延迟约为50ns，并且具有较高的一致性，传输延迟抖动小于5ns；
·选择具有较低传输延时和短上升/下降时间的推挽芯片。
总之，与硅IGBT相比，碳化硅MOSFET在提高系统效率、功率密度和工作温度方面具有优势。然而，这也对驱动器提出了更高的要求。为了确保碳化硅MOSFET在系统中发挥更好的作用，需要选择适配的驱动器。
编辑：admin 最后修改时间：2023-10-11
