SiC MOSFET是一种高性能的电力电子器件,其开通/关断过程中积累/释放的栅电荷Q_(g)对MOSFET的开关速度、功率损耗等参数有重要影响。通常采用在栅极设置恒流源驱动,对时间进行积分的方法来测量Q_(g)。为了降低驱动复杂度,提高测试结果...SiC MOSFET是一种高性能的电力电子器件,其开通/关断过程中积累/释放的栅电荷Q_(g)对MOSFET的开关速度、功率损耗等参数有重要影响。通常采用在栅极设置恒流源驱动,对时间进行积分的方法来测量Q_(g)。为了降低驱动复杂度,提高测试结果精度和可视性,基于双脉冲测试平台的感性负载回路,改用耗尽型MOSFET限制栅极电流实现恒流充电,对SiC MOSFET进行测试。同时利用反馈电阻将较小的栅极电流信号转换为较大的电压信号。实验结果表明:在误差允许范围(±5%)内该测试方案能较为准确地测得SiC MOSFET的Q_(g),测试结果符合器件规格书曲线。展开更多
二极管中点钳位NPC(neutral point clamped)三电平逆变器具备较低的开关应力、谐波分量和较好的抗干扰能力,促使其成为光伏、储能等新能源领域DC-AC变换器的主要拓扑之一。针对大功率应用场景中普遍采用的NPC三电平IGBT功率半导体模块...二极管中点钳位NPC(neutral point clamped)三电平逆变器具备较低的开关应力、谐波分量和较好的抗干扰能力,促使其成为光伏、储能等新能源领域DC-AC变换器的主要拓扑之一。针对大功率应用场景中普遍采用的NPC三电平IGBT功率半导体模块开展研究,分析NPC三电平功率模块的换流回路,并据此给出对应换流回路的寄生参数精准仿真评估方法。依据换流回路寄生参数最小原则,设计适用于NPC三电平功率半导体模块的动态特性测试电路。根据换流回路以及电路工作原理,设计NPC三电平功率模块的驱动电路,并给出增强驱动电流、防直通及死区时间可调的驱动方案。最后,通过对NPC三电平IGBT模块的动态测试,详细评估了不同工况下功率器件的动态损耗。展开更多
SiC MOSFET开关速度快导致其对测试平台的寄生参数较为敏感,而高电压和大电流的特性也为测试平台设计带来挑战。自主设计和搭建了一套集成化和规范化的大功率双脉冲测试平台,利用叠层母排结构的低杂感集成化设计,减小器件过快的开关速...SiC MOSFET开关速度快导致其对测试平台的寄生参数较为敏感,而高电压和大电流的特性也为测试平台设计带来挑战。自主设计和搭建了一套集成化和规范化的大功率双脉冲测试平台,利用叠层母排结构的低杂感集成化设计,减小器件过快的开关速度对主回路寄生电感的影响;通过驱动过欠压保护电路设计,减小大电流密度的影响,保证器件可靠开通和关断。为验证该测试平台的实用性,选取几种国内外不同厂家的SiC MOSFET进行主要动态参数在不同结温下的测试及分析,全面评估了器件动态特性与温度的关系,研究结果对器件的生产和应用具有一定意义。展开更多
与传统的硅基器件相比,碳化硅绝缘栅双极型晶体管(SiC IGBT)具有更小的导通电阻、更高的耐受电压以及更快的开关速度。由于这些优异的特性,SiC IGBT在电力行业有较大的市场需求。基于一款自主研发的15 kV SiC IGBT芯片,测量了芯片的静...与传统的硅基器件相比,碳化硅绝缘栅双极型晶体管(SiC IGBT)具有更小的导通电阻、更高的耐受电压以及更快的开关速度。由于这些优异的特性,SiC IGBT在电力行业有较大的市场需求。基于一款自主研发的15 kV SiC IGBT芯片,测量了芯片的静态特性,搭建了芯片的动态特性测试平台,测量了常温下该15 kV SiC IGBT芯片在2000~9000 V下的动态特性参数,包括开关时间和开关损耗,分析了芯片开关特性参数与外接高压直流源电压的关系,为该型号IGBT芯片性能的进一步改进、优化提供了实验支撑。展开更多
搭建了输出特性测试电路、漏电流测试电路、双脉冲测试电路和Buck电路,对1 200 V SiC MOSFET和Si IGBT的输出特性、漏电流、开关特性和器件损耗进行了对比研究,分析了SiC MOSFET的主要优缺点。分析结果表明,SiC MOSFET在高温条件下依然...搭建了输出特性测试电路、漏电流测试电路、双脉冲测试电路和Buck电路,对1 200 V SiC MOSFET和Si IGBT的输出特性、漏电流、开关特性和器件损耗进行了对比研究,分析了SiC MOSFET的主要优缺点。分析结果表明,SiC MOSFET在高温条件下依然拥有稳定的阻断能力;在同样的工作条件下,SiC MOSFET损耗更小,适合在高频率、大功率场合下使用;SiC MOSFET的跨导低,导通电阻大,所以门极驱动电压需要比较大的摆幅(-5/+20 V);由于开关速度很快,SiC MOSFET对线路杂散参数更加敏感。展开更多
文摘二极管中点钳位NPC(neutral point clamped)三电平逆变器具备较低的开关应力、谐波分量和较好的抗干扰能力,促使其成为光伏、储能等新能源领域DC-AC变换器的主要拓扑之一。针对大功率应用场景中普遍采用的NPC三电平IGBT功率半导体模块开展研究,分析NPC三电平功率模块的换流回路,并据此给出对应换流回路的寄生参数精准仿真评估方法。依据换流回路寄生参数最小原则,设计适用于NPC三电平功率半导体模块的动态特性测试电路。根据换流回路以及电路工作原理,设计NPC三电平功率模块的驱动电路,并给出增强驱动电流、防直通及死区时间可调的驱动方案。最后,通过对NPC三电平IGBT模块的动态测试,详细评估了不同工况下功率器件的动态损耗。
文摘与传统的硅基器件相比,碳化硅绝缘栅双极型晶体管(SiC IGBT)具有更小的导通电阻、更高的耐受电压以及更快的开关速度。由于这些优异的特性,SiC IGBT在电力行业有较大的市场需求。基于一款自主研发的15 kV SiC IGBT芯片,测量了芯片的静态特性,搭建了芯片的动态特性测试平台,测量了常温下该15 kV SiC IGBT芯片在2000~9000 V下的动态特性参数,包括开关时间和开关损耗,分析了芯片开关特性参数与外接高压直流源电压的关系,为该型号IGBT芯片性能的进一步改进、优化提供了实验支撑。
