碳化硅(SiC)MOSFET并行連接能夠?qū)⑺幚淼墓β史峙洳⑶倚纬赡艹休d更大功率的設備,目的在于提升輸出電流的容量。由于這些并聯(lián)并不受熱不穩(wěn)定性的影響,它們的組合應用通常比其他過時的元器件更易于實施和處理。在正常條件下,幾個并聯(lián)運行的單元通常能進行良好的運行,然而,在與溫度、電流和工作頻率相關的異常事件中,運行狀態(tài)可能變得極端,因此,必須采取一定的預防措施來創(chuàng)造防錯電路,以充分利用功率設備并聯(lián)連接帶來的優(yōu)勢。
并聯(lián)連接碳化硅MOSFET應考慮的因素
在實際應用中,當電源設備具有相同的電氣特性以及相同的靜態(tài)和動態(tài)行為時,就可以進行并聯(lián)。然而,實際上,即使是同一模型的多個MOSFET之間,都可能存在一些微小差異,有可能觸發(fā)暫時的電壓尖峰和電流分布的不平衡。這個問題可能導致高電力損失,電路過熱甚至電子組件的損壞。因此,設計師需要設計電路,以便在所有工作條件下,電流在所有同類電源設備上都能保持平衡和均勻。

通道電阻(RDS(on))是MOSFETs的一個基本參數(shù),影響操作因素,例如元器件的消耗、最大通流電流、系統(tǒng)效率和傳導損失。碳化硅(SiC)MOSFET的RDS(on)參數(shù)對溫度非常敏感,因此在設計帶有并聯(lián)設備的電路時必須小心。
不平衡分析
當MOSFET開啟時,小電流通過并聯(lián)的電子開關,在激活電阻成反比的情況下通過。顯然,電阻最低的設備引導通過更大的電流。然而,越過碳化硅(SiC)MOSFET具有正向溫度補償?shù)奶匦?,電路中會自然形成更自然的平衡,將元件熱損壞的程度降至最低。電流不平衡可能在過渡期間出現(xiàn),特別是在上電和斷電時。
防止振蕩現(xiàn)象
振蕩是改變設備正確工作的高頻信號。MOSFET的特殊構造,構成了一個諧振電路,具有電容(C)和電感(L)。這兩個元素都是明顯的寄生元件。如果沒有外部的閥柵極電阻,諧振電路的Q因子將會非常高。這會在“柵極”和“源極”之間產(chǎn)生重要的振蕩信號,對應于“漏極”和“源極”之間的等價振蕩。過高的振蕩電壓可能會導致MOSFET操作的誤觸發(fā)或中斷。
解決方案和方案缺陷
現(xiàn)在,許多公司已經(jīng)生產(chǎn)一些采用多個MOSFET并行連接的化硅碳(SiC)功率模塊。重要的是,RDS(on) 參數(shù)會降低,就像并聯(lián)電阻器連接時發(fā)生的情況一樣。通常,SiC MOSFET可以在沒有特殊措施的情況下進行并聯(lián),因為當它們過熱時,其內(nèi)部電阻會提高,盡管每個組件的固有差異,但他們分布的負載相當均勻。然而,顯然的這有兩個缺點:1.“柵極”容量的增加,導致SiC MOSFET的通電時間有所增加,這在高頻率下是不能接受的現(xiàn)象。2.開關和傳導損耗較高,總功率損耗較高。

碳化硅(SiC)MOSFET以其正溫度系數(shù)的特性進行靜態(tài)電流的共享和負反饋。如果一個設備的電流更大,那么它就會加熱,相應地增加其RDS(on)。這樣,過境電流降低,熱失衡級別也降低。此外,他們在溫度增高后切換損耗的增加非常小。最后,碳化硅(SiC)MOSFET的跨導曲線更加平滑,柵極電壓的小變化對電流的影響較小,易于在多個設備間進行動態(tài)的電流共享。
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