【经验】浅谈硅IGBT与碳化硅MOSFET驱动的区别

时间： 2019-12-17 来源：基本半导体

代理服务

技术支持

采购服务

硅IGBT与碳化硅MOSFET驱动两者电气参数特性差别较大，碳化硅MOSFET对于驱动的要求也不同于传统硅器件，主要体现在GS开通电压、GS关断电压、短路保护、信号延迟和抗干扰几个方面，具体如下：

一、开通关断

对于全控型开关器件来说，配置合适的开通关断电压对于器件的安全可靠具有重要意义：

1）硅IGBT：各厂家硅IGBT对开通关断电压要求一致：

⚫ 要求开通电压典型值15V；

⚫ 要求关断电压值范围-5V~-15V，客户根据需求选择合适值，常用值有-8V、-10V、-15V；

⚫ 优先稳定正电压，保证开通稳定。

2）碳化硅MOSFET：不同厂家碳化硅MOSFET对开关电压要求不尽相同：

⚫ 要求开通电压较高22V~15V；

⚫ 要求关断电压较高-5V~-3V；

⚫ 优先稳负压，保证关断电压稳定；

⚫ 增加负压钳位电路，保证关断时候负压不超标。

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，可以有效减少开关器件在使用过程中因短路而造成的损坏。与硅IGBT相比，碳化硅MOSFET短路耐受时间更短。

1）硅IGBT：

硅IGBT的承受退保和短路的时间一般大于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相应时间设置在5-8μs较为合适。

2）碳化硅MOSFET

一般碳化硅MOSFET模块短路承受能力小于5μs，要求短路保护在3μs以内起作用。采用二极管或电阻串检测短路，短路保护最短时间限制在1.5μs左右。

三、碳化硅MOSFET驱动的干扰及延迟

1）高dv/dt及di/dt对系统影响

在高压大电流条件下进行开关动作时，器件开关会产生高dv/dt及di/dt，对驱动器电路产生影响，提高驱动电路的抗干扰能力对系统可靠运行至关重要，可通过以下方式实现：

⚫ 输入电源加入共模扼流圈及滤波电感，减小驱动器EMI对低压电源的干扰；

⚫ 次边电源整流部分加入低通滤波器，降低驱动器对高压侧的干扰；

⚫ 采用共模抗扰能力达到100kV/μs的隔离芯片进行信号传输；

⚫ 采用优化的隔离变压器设计，原边与次边采用屏蔽层，减小相互间串扰；

⚫ 米勒钳位，防止同桥臂管子开关影响。

2）低传输延迟

通常情况下，硅IGBT的应用开关频率小于40kHZ，碳化硅MOSFET推荐应用开关频率大于100kHz，应用频率的提高使得碳化硅MOSFET要求驱动器提供更低的信号延迟时间。碳化硅MOSFET驱动信号传输延迟需小于200ns，传输延迟抖动小于20ns，可通过以下方式实现：

⚫ 采用数字隔离驱动芯片，可以达到信号传输延迟50ns，并且具有比较高的一致性，传输抖动小于5ns；

⚫ 选用低传输延时，上升下降时间短的推挽芯片。

总之，相比于硅IGBT，碳化硅MOSFET在提升系统效率、功率密度和工作温度的同时，对于驱动器也提出了更高要求，为了让碳化硅MOSFET更好的在系统中应用，需要给碳化硅MOSFET匹配合适的驱动。

接下来介绍基本半导体碳化硅MOSFET及驱动产品

碳化硅MOSFET

基本半导体自主研发的碳化硅 MOSFET 具有导通电阻低，开关损耗小的特点，可降低器件损耗，提升系统效率，更适合应用于高频电路。在新能源汽车电机控制器、车载电源、太阳能逆变器、充电桩、UPS、PFC 电源等领域有广泛应用。

微信图片_20191205112022.jpg

碳化硅驱动

1、半桥两并联功率单元

该产品是青铜剑科技为基本半导体碳化硅MOSFET 量身打造的解决方案，搭配基本半导体TO-247-3 封装碳化硅 MOSFET。

2、通用型驱动核

1CD0214T17-XXYY 是青铜剑科技自主研发的一系列针对于单管碳化硅MOSFET 的单通道驱动核，可以驱动目前市面上大部分 1700V 以内的单管碳化硅 MOSFET，该驱动核设计紧凑，通用性强。

3、电源模块

Q15P2XXYYD 是青铜剑科技自主研发的单通道系列电源模块，支持多种栅极输出电压，可灵活应用于碳化硅MOSFET驱动。该电源模块尺寸为19.5 X 9.8 X 12.5 mm，设计紧凑，通用性强。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 1
| 转发至：

本文由士羽转载自基本半导体，原文标题为:SiCer小课堂 l 浅谈硅IGBT与碳化硅MOSFET驱动的区别，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（1）

lgg Lv7. 资深专家 2019-12-23

学习了

没有更多评论了

【经验】采用TO-247-4封装的碳化硅MOSFET中引入辅助源极管脚的必要性

在实际应用中，基本半导体发现带辅助源极管脚的TO-247-4封装更适合于碳化硅MOSFET这种新型的高频器件，它可以进一步降低器件的开关损耗，也更有利于分立器件的驱动设计。

2022-09-01 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

【经验】碳化硅功率器件可靠性测试方法详解

基本半导体的碳化硅功率器件产品在批量投入市场前都需要通过规定的可靠性测试，以确保每一款器件的性能长期稳定可靠。本文基本半导体将为您详解碳化硅功率器件可靠性测试方法。

2023-07-25 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

SiC科普小课堂 | 什么是米勒钳位？为什么碳化硅MOSFET特别需要米勒钳位？| 视频

今天的“SiC科普小课堂”中，基本半导体市场部总监魏炜老师将着重为大家讲解什么是米勒现象？为什么驱动碳化硅MOSFET需要使用米勒钳位功能？以及基本半导体的创新性产品选型推荐。

2024-09-09 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

基本半导体（BASIC）碳化硅功率器件选型指南

描述- 深圳基本半导体有限公司是中国第三代半导体行业创新企业，专业从事碳化硅功率器件的研发与产业化。公司总部位于深圳，在北京、上海、无锡、香港以及日本名古屋设有研发中心和制造基地。公司拥有一支国际化的研发团队，核心成员包括二十余位来自清华大学、中国科学院、英国剑桥大学、德国亚琛工业大学、瑞士联邦理工学院等国内外知名高校及研究机构的博士。

型号- B2D05120E1,B2M1000170Z,B2M1000170R,BTD5350SBPR,BTL27523R,B2M080120Z,BMS600R12HLWC4_B01,B3D40120HC,B2D40065H1,BGH75N65HS1,BD2M040A120S1,B2M080120R,BGH75N65ZF1,B2D,B2D60120H1,BMS800R12HWC4_B02,BMS950R08HLWC4_B02,BTL27523B,B2M080120H,B2D16120HC1,B3D03120E,BGH40N120HS1,B2DM060065N1,BTD5350E,BTD5350SBWR,BTD5350EBPR,B3D系列,BTD21520M,BTL27524R,B2D30120H1,BTD21520E,BTD5350MBPR,BD2D20A120S1,BD2D40A120S1,B3D,BTL27524BR,BTL27524B,B2D02120K1,BTD21520S,BMF800R12FC4,BTL2752X,AB2M040120Z,BD2D10A065S1,B2M040120H,BTD25350MMCWR,BTD21520系列,BTD3011R,BTD21520MBWR,B2D10120E1,AB2M040120R,BTD5350SCPR,BMF240R12E2G3,BMF600R12FC4,BMS700R08HWC4_B01,BTD21520EBWR,B2D08065K1,B2M032120Y,BTD25350MECWR,BTD5350EBWR,B2D30120HC1,B2D40120HC1,BD2D04A065S1,B2D10065F1,B2M040120Z,B2M009120Y,BD2M065A120S1,BD2D02A120S1,BMF700R08FC4,B2D系列,B1D06065KS,B2D40120H1,B2M040120R,BMS950R08HWC4_B02,BGH50N65HS1,BGH50N65ZF1,B2D10065KF1,B2D04065E1,BTD5350,BTD5350SCWR,B3D40200H,BTD5350ECPR,BTD5350M,BTD5350MBWR,BTD21520MBPR,BTD5350S,B2D08065KS,BD2D30A120S1,BTD5350MCPR,B2D20065F1,BD2D08A120S1,B2M1000170H,BTL27523BR,BMS800R12HLWC4_B02,BD2D15A065S1,BD2D20A065S1,B2D20120H1,B2M160120Z,BTD25350MMBWR,B2D10120K1,BTD21520MAWR,B2D20065HC1,B2D30065HC1,BTD25350,B2M160120R,BTD21520EAWR,B2D40065HC1,BMS700R08HLWC4_B01,BTD5350ECWR,BTD25350MEBWR,B2D04065KF1,BGH75N65HF1,B2D10065KS,BTD21520EBPR,BMZ200R12TC4,BTD21520SBWR,B2D04065K1,B3D20120H,BMS600R12HWC4_B01,B2M160120H,BGH75N120HF1,B2M030120R,BD2D08A065S1,BTD25350系列,B2M011120HK,BTD21520SBPR,BTD3011R系列,BTD21520MAPR,B2M030120Z,B2M009120N,BTD5350MCWR,B2D06065K1,BTD5350系列,BMZ250R08TC4,B2M012120N,B3D50120H2,BTD25350MSCWR,BTL2752X系列,B2D20065H1,B2D10065E1,B2M030120H,BD2D30A065S1,B2D06065KF1,B2D05120K1,B2D02120E1,B2D06065E1,BMF950R08FC4,BD2D05A120S1,BGH50N65HF1,B2D20120F1,BD2D15A120S1,B2D20120HC1,B2D10120HC1,BTD21520EAPR,BTD25350ME,BTD21520SAWR,BTD21520,B2D20065K1,B2M018120Z,BTD25350MM,BTD25350MS,B2D16065HC1,AB2M080120R,B2D10120H1,B2M018120N,BD2D06A065S1,B2D30065H1,B2M065120Z,BTD21520SAPR,AB2M080120H,B2M065120R,B2M018120H,B2M065120H,BD2D10A120S1,BTL27523,B2D10065K1,AB2M080120Z,BTD25350MSBWR,B2M020120Y,BTL27524,B3D05120E,B2DM100120N1,BD2D40A065S1

2024/5/16 - 基本半导体 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

【元件】基本半导体Pcore™2 E2B工业级碳化硅半桥模块——革新您的电源体验

基本半导体Pcore™2 E2B工业级碳化硅半桥模块不仅在材料选择上具有领先优势，其内置的高性能器件也确保了其在高效能电源转换领域的领先地位。无论是对于设计者还是终端用户而言，PcoreTM2 E2B模块都是提升系统性能、可靠性和经济性的优选方案。

2024-11-22 - 产品代理服务技术支持采购服务

【IC】基本半导体推出单通道智能带短路保护的隔离驱动芯片BTD3011R系列，绝缘电压高达5000Vrms

BTD3011R单通道智能带短路保护的隔离门极驱动芯片采用磁隔离技术，集成退饱和短路保护、软关断功能、原副边欠压保护、副边电源正压稳压器，极大简化外部电路设计，用于电压等级1200V内的IGBT或碳化硅MOSFET驱动。

2023-10-09 - 产品代理服务技术支持采购服务

【IC】基本半导体推出支持米勒钳位的双通道隔离驱动芯片BTD25350，能高效可靠地抑制碳化硅MOS误开通

基本半导体自主研发推出可支持米勒钳位功能的双通道隔离驱动芯片BTD25350，此驱动芯片专为碳化硅MOSFET门极驱动设计，能高效可靠地抑制碳化硅MOSFET的误开通，该驱动芯片目前被广泛应用于光伏储能、充电桩、车载OBC、服务器电源等领域中。

2024-06-26 - 产品代理服务技术支持采购服务

BTP1521x 正激 DCDC 开关电源芯片

描述- BTP1521x是一款正激DCDC开关电源芯片，具有输出功率可达6W、软启动时间1.5ms、工作频率可编程等特点，适用于充电桩模块、焊机电源、伺服电机驱动、光伏逆变器、储能PCS等领域。

型号- BTP1521P,BTP1521F,BTP1521X

2024-11-05 - 基本半导体 - 数据手册 - Rev.0.1 代理服务技术支持采购服务

【元件】基本半导体新推出Pcore™2汽车级DCM碳化硅MOSFET模块，工作结温高达175℃

汽车级DCM碳化硅MOSFET系列模块PcoreTM2是基本半导体专为新能源汽车主驱逆变器应用设计的一款高功率密度的碳化硅功率模块。产品具有低动态损耗、低导通电阻、高阻断电压、高电流密度、高可靠性等特点，可支持连续运行峰值结温至175℃，以及具备650Arms以上连续峰值相电流输出。

2023-11-27 - 产品代理服务技术支持采购服务

B2M040120Z碳化硅MOSFET

描述- 本资料介绍了B2M040120Z型号的碳化硅（SiC）MOSFET的特性、最大额定值、电学特性、热特性、典型性能和应用领域。该器件具有低导通电阻、高阻断电压、低电容等特点，适用于开关电源、逆变器、电机驱动器和电动汽车充电站等领域。

型号- B2M040120Z

2023-08-10 - 基本半导体 - 数据手册 - Rev. 0.1 代理服务技术支持采购服务查看更多版本

B2M065120T SiC MOSFET

描述- 本资料详细介绍了B2M065120T型号的SiC MOSFET产品，包括其产品概述、特性、应用领域、最大额定值、电气特性、封装特性、热特性、开关特性、典型性能、封装尺寸和修订历史。该产品适用于高频率操作，具有高功率密度和低热沉要求。

型号- B2M065120T

2024-10-25 - 基本半导体 - 数据手册 - Rev. 0.1 代理服务技术支持采购服务

【元件】基本半导体碳化硅MOSFET通过AEC-Q101车规级认证，全力推进新能源汽车高效应用

近日，基本半导体自主研发的1200V 80mΩ碳化硅MOSFET AB2M080120H顺利通过AEC-Q101车规级可靠性认证，产品性能和可靠性满足汽车电子元器件在极端环境下的严苛要求，至此公司获车规级认证的碳化硅功率器件产品家族再添一员。

2024-06-28 - 产品代理服务技术支持采购服务

基本半导体掌握国际领先的碳化硅核心技术，研发覆盖碳化硅功率器件的材料制备、芯片设计、晶圆制造、封装测试、驱动应用等全产业链，先后推出全电流电压等级碳化硅肖特基二极管、通过工业级可靠性测试的1200V碳化硅MOSFET、车规级全碳化硅功率模块等系列产品，性能达到国际先进水平。

碳化硅肖特基二极管碳化MOSFET 裸芯片车规级全碳化硅功率模块

代理服务线上商城技术资料

B2M040120T SiC MOSFET

描述- 本资料详细介绍了B2M040120T型号的SiC MOSFET产品，包括其产品概述、特性、应用领域、最大额定值、电气特性、封装特性、热特性、开关特性、典型性能、封装尺寸和修订历史。该产品适用于高频率操作，具有高阻断电压、低导通电阻和低电容等特点，适用于开关电源、微逆变器、太阳能逆变器、电机驱动器、DC/DC转换器和OBC等领域。

型号- B2M040120T

2024-10-25 - 基本半导体 - 数据手册 - Rev. 0.1 代理服务技术支持采购服务