SiC MOSFET的快速短路检测与保护的快速短路检测与保护
功率器件有多种不同的短路模式,其中严重的一种是桥臂短路,在这种短路模式下,电流迅速上升,同时器件承受母线电压。我们需要
首先对这种短路模式下的MOSFET的行为进行研究。 短路测试平台如图1所示。测试驱动板由英飞凌专为单管SiC MOSFET研发。
待测器件为TO-247 4pin封装的IMZ120R045M1。测试在室温下进行。 图1 SiC功率MOSFET短路特性测试平台及测试线路 图2
为400V和800V两种母线电压下,且门极电压在12V,15V,18V情况下的短路电流波形。短路起始阶段,漏极电流快速上升并且到达值,在
门极电压分别
功率器件有多种不同的短路模式,其中严重的一种是桥臂短路,在这种短路模式下,电流迅速上升,同时器件承受母线电压。我们需要首先对这种短
路模式下的MOSFET的行为进行研究。
短路测试平台如图1所示。测试驱动板由英飞凌专为单管SiC MOSFET研发。待测器件为TO-247 4pin封装的IMZ120R045M1。测试在室温下进行。
图1 SiC功率MOSFET短路特性测试平台及测试线路
图2 为400V和800V两种母线电压下,且门极电压在12V,15V,18V情况下的短路电流波形。短路起始阶段,漏极电流快速上升并且到达值,在门极电
压分别为12V和15V情况下,电流峰值分别为170A和270A。
电流峰值过后,漏极电流开始显着下降,门极电压为12V和15V的情况下分别为130A和180A。
这是因为载流子迁移率随温度的上升而下降,从而短路电流下降。测试波形证实了TO-247封装的4pin CoolSiC? MOSFET 在15V门极驱动电压条件
下,拥有至少3us的短路能力。
短路脉冲结束后,可能发生两种情况:1)被测器件安全关断,漏极电流降至0A。
2)短路期间积累的能量超出了器件极限,比如门极驱动电压过高或者母线电压过高,都可能引起热失控,导致器件失效,如图2(b)中绿线所示。这
条曲线表示的是母线电压800V,门极电压为18V的情况下,在短路脉冲延长到4us时,器件发生失效。
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