ZHCAFS8 September 2025 UCC57108-Q1
为 SiC MOSFET 选择合适的栅极驱动器时,需重点考虑偏置电压额定值、峰值电流能力、保护功能、栅极电阻器及功耗等参数。
为了最大限度地降低导通损耗,偏置电压设定为 20V;同时设定 -5V 的负偏置,以防止瞬态信号导致的误导通。由上述电压差值可知,栅极驱动器的 VDD 要求至少为 25V。
为了最大限度地降低开关损耗,栅极驱动器还必须能够提供所需的峰值电流以实现目标开关速度。系统对开关速度的要求通常通过压摆率来表示。在本示例的 PFC 电路中,设计要求明确规定:在 400V 直流母线电压下,SiC MOSFET 的导通电压压摆率需达到 20V/ns 或更高。这意味着 SiC MOSFET 导通期间 VDS 的完整摆幅变化需要在 20ns 或更短时间内完成。在 VDS 摆幅期间,SiC MOSFET 的密勒电荷(对于所选的 SiC MOSFET,QGD 参数为 27nC)由栅极驱动器的峰值电流充电;峰值电流需要在 20ns 或更短的时间内为 QGD 充电。由此可算出,所需峰值电流至少为 1.35A 。
UVLO 是一项关键保护功能,可在电源故障情况下最大限度地减少 SiC MOSFET 的损坏。如果故障导致 VGS 降至不安全的水平,那么 SiC MOSFET 可能会出现传导损耗。这会降低 SiC MOSFET 的效率,增加发热并缩短其寿命。在该应用场景中,采用具有高 UVLO 额定值的栅极驱动器颇具优势。
具备某种形式的短路检测功能,是 SiC MOSFET 的另一项重要保护特性。由于 SiC MOSFET 并不存在像 IGBT 中饱和区到有源区那样清晰的线性区到饱和区过渡,因此若不对 DESAT 保护这类单电压阈值检测方式进行大幅改进,就无法实现精准保护。OCP 是更理想的选择,它使用分流电阻器来测量电流。