硅IGBT与碳化硅MOSFET驱动几个方面的不同
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：
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。
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。
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。
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 9.8x 12.5 mm， 设计紧凑， 通用性强。
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- 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。
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。
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- 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。
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