SiC MOSFET在Buck变换器中的开关特性研究：寄生电感影响分析

“寄生电感对Buck变换器中SiC MOSFET开关特性的影响”这篇文章是2015年发表在上海电机学院学报上的一篇工程技术论文，主要探讨了在高速开关条件下，SiC（碳化硅）MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）在Buck变换器中的开关性能如何受到寄生电感的影响。 在电力电子领域，Buck变换器是一种广泛应用的直流-直流转换器，其工作原理是通过MOSFET的导通和关断来调整输出电压。SiC MOSFET因其高速开关能力和高耐压特性，常被用于高效能电源系统。然而，任何电子元件都存在一定的寄生电感，包括漏极寄生电感Ld和源极寄生电感Ls，这些电感在开关过程中会产生瞬态电压和电流波动，对器件性能产生影响。 文章基于电力电子技术的基本理论，利用Saber这一高级电路仿真软件进行了深入分析。在Buck变换器的工作循环中，当MOSFET开关状态切换时，寄生电感会导致电压尖峰和电流振荡。随着寄生电感值的增大，MOSFET在开关瞬间承受的电压应力会显著增加，这可能导致器件过电压，降低其工作可靠性，甚至损坏器件。 此外，寄生电感还直接关系到开关损耗。在开关过程中，电感储存的能量会在器件内部转化为热能，从而增加开关损耗。损耗的增加不仅影响转换效率，也会导致器件温度升高，影响散热设计，并可能缩短器件寿命。 文章的仿真结果表明，寄生电感的控制对于优化SiC MOSFET在Buck变换器中的性能至关重要。减小寄生电感可以降低电压应力和开关损耗，提高转换效率，同时也有利于延长器件的使用寿命。因此，在设计和优化电力电子系统时，必须充分考虑并有效管理这些寄生参数，以实现高效、可靠且耐用的系统运行。 关键词涉及：碳化硅材料、MOSFET、Buck变换器、寄生电感和开关特性。这些关键词反映了研究的核心内容，即关注SiC MOSFET在特定电路应用中的关键性能问题，并通过仿真手段寻求解决方案。