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作者：派恩杰半導體 現代工業對電力電子設備提出了很多要求：體積小、重量輕、功率大、發熱少。面對這些要求，Si MOSFET因Si材料自身的限制而一籌莫展。SiC MOSFET因SiC材料的先天優勢開始大顯神通。SiC MOSFET大規模商用唯一的缺點就是價格。但隨著良率的提升和采用更大尺寸的晶圓，SiC與Si之間的成本差距正在收窄，在整車系統總體成本反而有明顯的優勢。SiC MOSFET替代Si MOSEFET成為越來越多的廠家的新選擇。 SiC MOSFET的驅動與Si MOSFET的區別之一是驅動電壓不同，傳統Si MOSFET驅動只要單電源正電壓即可，而SiC MOSFET需要單電源正負壓驅動。SiC MOSFET要替代Si MOSFET，就要解決負壓電路如何實現的問題。 目前，SiC MOSFET多為+15/-3V與+20/-5V電壓驅動。要在Si MOSFET單電源正壓驅動電路中中實現負壓電路，可以在驅動回路中增加少量元件產生所需要的負壓，如需要+15/-3V的驅動電壓，則單電壓需要提供+18V即可，具體有如下兩種方案可以實現。 方案一： 用+14V左右的穩壓管Z1加上Z2管正向導通壓降，在開通時候將電壓穩定在+15V左右，這樣在開關管導通時電容C10上就會有3V壓降；開關管關斷時候，驅動芯片內部下管導通加在GS上的電壓為-3V。 
圖1 方案二： 用3V的穩壓管Z1穩定驅動用的負壓，開通的時候電容C10上穩定3V電壓，則驅動正壓就保持為15V，關斷時候加在GS上電壓就是電容C10的電壓為-3V
圖2 方案一和方案二的驅動波形如下：
圖3：方案一驅動波形
圖4：方案二驅動波形 從上述兩張驅動波形圖可以看出：兩個方案均能使用極少的元件實現所需要的驅動負壓，但是器件第一次工作前均為0V，不能在常關狀態下保持穩定負壓，容易被干擾誤開通。針對這一問題，可以通過增加一個電阻R1上拉，在上電后就預先給電容C10進行預充電穩壓在3V，就可以實現未工作時保持負壓，如圖5.
圖5 綜上，在單電源供電的情況下，只需要對電路進行微小的調整，即可實現SiC MOSFET替代Si MOSFET。 派恩杰已量產650V-1700V電壓平臺SiC MOSFET，產品由30年車規歷史的SiC代工廠X-FAB生產制造，符合車規標準，在光伏、新能源汽車等應用領域均可替代Si MOSFET和IGBT。 樣品申請 sales@pnjsemi.com |
