ZHCAEV0 December   2024 ISO5451 , ISO5451-Q1 , ISO5452 , ISO5452-Q1 , ISO5851 , ISO5851-Q1 , ISO5852S , ISO5852S-EP , ISO5852S-Q1 , UCC21710 , UCC21710-Q1 , UCC21717-Q1 , UCC21732 , UCC21732-Q1 , UCC21736-Q1 , UCC21737-Q1 , UCC21738-Q1 , UCC21739-Q1 , UCC21750 , UCC21750-Q1 , UCC21755-Q1 , UCC21756-Q1 , UCC21759-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 引言
  5. SiC 和 IGBT 特性
  6. 失效模式
  7. 短路保护方法
    1. 4.1 基于短路电流的保护实现方案
    2. 4.2 基于短路电压的保护实现方案
  8. DESAT 电路设计
    1. 5.1 DESAT 电路元件选型
    2. 5.2 寄生元件的影响
    3. 5.3 Rlim 对 DESAT 噪声的影响
  9. 安全关断
    1. 6.1 安全关断机制
    2. 6.2 安全关断注意事项
  10. 短路测试设置和数据
    1. 7.1 短路工作台测量设置
    2. 7.2 用于数据收集的 SC 板设置
    3. 7.3 用于 SC 测试的不同电路配置
    4. 7.4 工作台测量结果
    5. 7.5 SiC 与 IGBT 电源模块短路观察的总体摘要
  11. 设计 SC 保护电路的关键注意事项
  12. 总结
  13. 10参考资料

工作台测量结果

这里使用不同的检测方法执行了四种不同的 SC 测试。9V DESAT 阈值栅极驱动器 UCC21750-Q1 用于在没有外部充电电流和有外部充电电流的情况下捕获 SC 数据。此外,0.7V OC 阈值栅极驱动器 UCC21710-Q1UCC21732-Q1 用于捕获 STO 和 2LTO 两种不同关断方式下的 SC 数据。

  • 案例 1:9V DESAT,无外部充电电流且采用 STO
  • 案例 2:9V DESAT,具有外部充电电流并采用 STO
  • 案例 3:0.7V OC 阈值,采用 STO
  • 案例 4:0.7V OC 阈值,采用 2LTO
UCC21750Q1 案例 1 和案例 2 SiC SC 事件屏幕截图图 7-7 案例 1 和案例 2 SiC SC 事件屏幕截图

图 7-7 所示,在默认充电电流为 0.5mA 的情况下,与外部充电电路相比,检测时间、峰值 SC 电流、关断能量和关断时间都很大,以实现更快的检测。

UCC21750Q1 Case3 和 Case4 SiC SC 事件屏幕截图图 7-8 Case3 和 Case4 SiC SC 事件屏幕截图

图 7-8 所示,“OC 作为 DESAT”峰值电流和检测时间(案例 3 和 4)与具有外部充电电流的“DESAT”检测时间(案例 2)相当。

在关断能量方面,案例 3 400mA STO 性能与案例 2 相匹配,但案例 4 的 2LTO 性能表现出更高的关断能量和更长的关断时间,因为栅极电压会在 9V 附近保持约 1μs,并且峰值电流没有降低,保持不变。这是因为 9V 阈值的栅极保持电压会使 SiC 模块保持导通,并且峰值电流没有降低。如果电源模块的“导通阈值”略低于 9V,则会降低 SC 电流,并且 2LTO 仅在这种情况下有效。

上述四种情况也适用于 IGBT 电源模块。

UCC21750Q1 案例 1 和案例 2 IGBT SC 事件屏幕截图图 7-9 案例 1 和案例 2 IGBT SC 事件屏幕截图
UCC21750Q1 案例 3 和案例 4 IGBT SC 事件屏幕截图图 7-10 案例 3 和案例 4 IGBT SC 事件屏幕截图

就 DESAT/OC 电路行为而言,IGBT 的性能与 SiC 电源模块相当。

但是,与 SiC 相比,在 IGBT 模块中观察到的总峰值电流要低得多。因此,IGBT 模块的关断能量和关断时间都要低得多。