SIC模块与IGBT模块的区别 SIC模块与IGBT模块在应用的差别

SIC模块和IGBT模块是两种不同类型的功率电子器件，它们在材料和性能特征上存在显著差异，适用于不同的应用领域，下面颖特新详细介绍一下这两者之间的差别。

SIC模块与IGBT模块的区别：

1.材料差异：sic是宽禁带材料，而igbt是基于硅的材料。sic具有更高的击穿电场强度、更高的热导率、更高的工作温度和更小的芯片面积等优势。

2.开关特性差异：sic-MOSFET是单极器件，没有尾电流，因此能实现更快的开关速度和更低的开关损耗。而igbt是双极器件，存在尾电流，开关速度受限，开关损耗较大。

3.应用领域差异：sic-MOSFET适用于高压、高频、高效的电力转换应用，如新能源汽车、风力发电、光伏逆变等。而igbt适用于中低压、中低频、大电流的电力转换应用，例如工业驱动、轨道交通、变频空调等。

SIC模块与IGBT模块在应用的差别：

硅IGBT和碳化硅MOSFET在驱动方面具有显著的电气参数特性差异。碳化硅MOSFET对于驱动的要求与传统硅器件也存在差异，主要表现在GS开通电压、GS关断电压、短路保护、信号延迟和抗干扰等几个方面。具体如下：

（一）开通关断

对于全控型开关器件，适配合适的开通关断电压对于确保器件的安全可靠性至关重要：

1）硅IGBT：不同厂家的硅IGBT共同要求：

·开通电压典型值为15V；

·关断电压范围为-5V至-15V，用户可以根据需求选择适当的数值，常见的选择包括-8V、-10V和-15V；

·优先考虑稳定的正电压，以确保可靠的开通操作。

2）碳化硅MOSFET：不同厂家的碳化硅MOSFET具有不同的开关电压要求：

·开通电压要求较高，通常在22V至15V范围内；

·关断电压要求较高，通常在-5V至-3V范围内；

·优先考虑稳定的负电压，以确保可靠的关断操作；

·添加负压钳位电路，以确保关断时负压不超过规定限制。

（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因短路而导致的器件损坏。与硅IGBT相比，碳化硅MOSFET具有更短的短路耐受时间。

1）硅IGBT：

硅IGBT的承受退保和短路时间一般小于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响应时间设置为5-8μs较为合适。

2）碳化硅MOSFET：

通常，碳化硅MOSFET模块的短路承受能力小于5μs，因此短路保护需要在3μs以内起作用。为了实现这一目标，可以采用二极管或电阻串联进行短路检测，并确保短路保护的最短时间限制在约1.5μs左右。

（三）碳化硅MOSFET驱动的干扰及延迟

1）高dv/dt及di/dt对系统的影响：

在高电压和大电流条件下进行开关操作时，器件的开关过程会产生高速的dv/dt和di/dt，对驱动电路造成影响。为了确保系统可靠运行，提高驱动电路的抗干扰能力至关重要，可以采取以下措施：

·在输入电源中添加共模扼流圈和滤波电感，以减小驱动器EMI对低压电源的干扰；

·在次边电源整流部分添加低通滤波器，降低驱动器对高压侧的干扰；

·使用具有高达100kV/μs共模抗扰能力的隔离芯片进行信号传输；

·采用经过优化设计的隔离变压器，原边和次边都应用屏蔽层，减小相互间的串扰；

·使用米勒钳位技术，防止同桥臂管子开关时的相互影响。

2）低传输延迟：

通常情况下，硅IGBT的应用开关频率较低，小于40kHz，而碳化硅MOSFET推荐的应用开关频率较高，大于100kHz。提高应用频率要求驱动器提供更低的信号延迟时间。碳化硅MOSFET对驱动信号传输延迟要求小于200ns，传输延迟抖动小于20ns。为实现这一目标，可以采取以下方式：

·使用数字隔离驱动芯片，可实现信号传输延迟约为50ns，并且具有较高的一致性，传输延迟抖动小于5ns；

·选择具有较低传输延时和短上升/下降时间的推挽芯片。

总之，与硅IGBT相比，碳化硅MOSFET在提高系统效率、功率密度和工作温度方面具有优势。然而，这也对驱动器提出了更高的要求。为了确保碳化硅MOSFET在系统中发挥更好的作用，需要选择适配的驱动器。