SiC MOSFET短路時(shí)間相比IGBT短很多，Easy模塊保證2us的短路時(shí)間，因此要求驅(qū)動(dòng)電路和的短路響應(yīng)迅速而精確。今天，我們來(lái)具體看一下這個(gè)短而精的程度。

圖1是傳統(tǒng)典型的驅(qū)動(dòng)芯片退飽和檢測(cè)原理，芯片內(nèi)置一個(gè)恒流源。功率開(kāi)關(guān)器件在門(mén)極電壓一定時(shí)，發(fā)生短路后，電流不斷增加，導(dǎo)致器件VCE電壓迅速提升至母線(xiàn)電壓，高壓二極管被阻斷，恒流源電流向電容CDESAT充電，當(dāng)上電容CDESAT的電壓被恒流源充至大于比較器參考電壓后，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)器關(guān)閉輸出。這樣在每一次IGBT開(kāi)通的初始瞬間，即使VCE還沒(méi)有來(lái)得及下降進(jìn)入飽和狀態(tài)，電容CDESAT上的電壓也不會(huì)突變。恒流源將電容CDESAT充電至比較器參考電壓需要一段時(shí)間，這段時(shí)間我們叫它消隱時(shí)間，它直接影響了短路保護(hù)的時(shí)間。消隱時(shí)間可由下式進(jìn)行計(jì)算：

UC_DESAT的大小是驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)的參考電壓決定的，把它當(dāng)常數(shù)對(duì)待。從以上公式可以看出，恒流源的電流I越大，充電時(shí)間越短，對(duì)短路的響應(yīng)越快。雖然理論上減小電容也是可以實(shí)現(xiàn)減少充電時(shí)間的，但是由于集成在驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)的恒流源電流本身就很小，也就幾百個(gè)μA，而短路的保護(hù)通常只有幾個(gè)μs，所以這個(gè)電容也就只能幾百個(gè)pF。事實(shí)上電路板布線(xiàn)的寄生電容可能也有幾十pF，而且減小電容易受干擾導(dǎo)致短路誤報(bào)。下面我們來(lái)具體計(jì)算一下。

圖1

之前已經(jīng)給出了短路時(shí)間的理論公式，但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，無(wú)論是恒流源電流值、電容值還是參考電壓值都會(huì)有波動(dòng)，比如溫度變化就能引起數(shù)值偏差。表1是英飛凌產(chǎn)品1ED020I12-F2的偏差值，把所有的這些偏差疊加一起得到如下Δt的短路時(shí)間偏差值：

表1

加上芯片里有些系統(tǒng)濾波時(shí)間和響應(yīng)時(shí)間，如短路時(shí)序圖2中TDESATleb和TDESATOUT。具體數(shù)值可以在驅(qū)動(dòng)芯片的規(guī)格書(shū)里找到，我們就得到了相對(duì)考慮全面的短路保護(hù)時(shí)間TSCOUT。以1ED020I12-F2為例，TDESATleb和TDESATOUT分別是400ns和350ns。

圖2

因?yàn)橐m配碳化硅器件的額短路保護(hù)，追求快的短路保護(hù)時(shí)間，所以選用56pF作為CDESAT電容，且假設(shè)容值的偏差是10%，即+/-5.6pF。

那么TSC=9/500μ*56p=1.008μs,

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