Как стать автором
Обновить

Эксперименты с карбидом кремния (SiC): замедление переключения SiC-MOSFET

Время на прочтение6 мин
Количество просмотров14K
Всего голосов 23: ↑22 и ↓1+26
Комментарии49

Комментарии 49

Я правильно понял что вы исследовали мощность потерь в затворе? Но она же будет почти неизменной и можно просто посчитать через известное из даташита количество джоулей в затворе?
нет, суммарную мощность потерь в преобразователе
А смысл исследовать при 100 Вт, ток будет максимум 0,5А… всё интересное начнётся при десятках ампер.
я рассчитывал на то, что удастся затянуть переключение силовых транзисторов и это повлияет на КПД, соответственно ожидал существенного увеличения динамических потерь и падения КПД. Затянуть таким методом не получилось — поделился своим опытом и результатами исследования.
Какая разница какая мощность и что это «интересное» я не понял.
У вас почему-то в таблице сравнение 700-вольтовых 60 мОм транзисторов, а измерения делаются на 1700-вольтовом 1 Ом. Тогда стоило хотя-бы до 1500 В и 3 А испытывать, а так получилось серединка-на-половинку — вроде и проверил что как-бы работает, но как он себя под нормальной нагрузкой поведет — непонятно.
Я бы еще попробовал на однополярном управлении.
я проектирую источник на 1500В, поэтому транзисторы на 1700. В первой части статьи я привожу некоторую общую инфу по карбиду кремния. В частности, решил провести сравнение с кремнием. Сравнивать транзисторы на 1700В не имеет никакого смысла, надеюсь, это понятно. Поэтому решил выбрать нишу (а именно 650В ключи), где сравнение имеет смысл.
Однополярное управление да, интересно, но тут надо придумать какието внешние воздействия для источника для проверки надёжности такого решения (чтобы он не работал в «тепличных условиях»)
А не маловато запаса по напряжению?
Думаю, норм. Это верхняя граница. Кстати, узнал, что напряжение пробоя у карбида кремния выше в 1,5 раза чем граничное, прописанное в дш.
Очень уж тонок лёд. Я бы транзисторы на 1700 применял не выше чем на 1000-1100… Разве что очень облегчить режим и обвешать супрессорами в опасных местах.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Преобразователь выполнен по полумостовой топологии, мощность 100 Вт, напряжение питания 750В, [...] 330 Ом в затворе – это совершенно невозможное значение! Ставить такие резисторы честно говоря было страшно (разработчики силовухи меня поймут) и удивляюсь, как источник со входным напряжением 750В при этом не сгорел.
Не совсем понял — что ему будет при таком высоком напряжении и таких скромных токах при этом?

Ёмкость Миллера при быстром росте напряжения сток-исток может при большом сопротивлении в цепи затвора открыть транзистор когда он меньше всего этого хотел бы. Дальше обычно звуковые и световые эффекты с последующей заменой транзистора, ну и уменьшением сопротивления в цепи затвора.

да, спасибо за пояснения
Кроме ёмкости Миллера (как уже пояснили выше), при таком большом сопротивлении в затворе любой помехе гораздо проще прилететь и открыть ключ.
Спасибо KbRadar, power-link, в типовых устройствах обычно 10-15 Ом встречалось, а т.к. не сильно в теме — думал, что при увеличении сопротивления в затворе из за ёмкости затвора пропорционально увеличиваются все тайминги и в т.ч. влияние ёмкости Миллера. И самое страшное, что может случиться — перегрев на линейном участке работы транзистора.
Ну на ёмкость в нанофарады несколько вольт чтобы прилетело — это постараться надо сильно.
У ключика, который применяю 200 пф. Если рядом клацнет контактор на 1000А или запустится двигатель на 200 кВт, то мб и прилетит.
Там неважно на сколько ампер коннектор или киловатт двигло, там важна скорость изменения напряжения на цепях имеющих емкостную связь с цепями затвора же. А так хоть гигаватт включай…
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Да, поддержу, всё верно расписал.

Кроме пожалуй тезиса про высокую частоту. Мне кажется, до 600-800кГц карбид кремния норм решение, а дальше уже GaN. К тому же, GaN имхо пока сыроватая технология и ставить в жёсткий индастриал я бы не стал. А ещё, разве GaN не существенно дороже?
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
а где почитать можно?
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
у меня как-то всегда ZVS/ZCS получается

какие топологии имеете в виду?
Не очень понятно, что имеется в виду под «посылом». Тут немного аналитики в части сравнения с кремнием, немного про параметры, плюс поделился результатами экспериментов с затягиванием переключения SiC-MOSFET. Если вас интересуют какие-то иные теоретические или практические аспекты применения карбида кремния — напишите, возможно затрону их в другой статье.

отрицательного напряжения за затворе — не уверен, что оно нужно
у основной массы карбид-кремниевых транзисторов это рекомендуется в даташите.

SiC транзисторы не всегда лучший выбор
согласен, я этого и не утверждал
На Ваших осциллограмах хорошо виден «звон» транзистора, как его побороть? Из-за звона, собснно, транзистор по большей части и нагревается, так как затвор не «плотно» прикрыт.

Мы устанавливали в затвор переменник до 100 ом и подбирали опытным путём. В нашем случае наилучший эффект (наименьший звон — меньший нагрев) достигался где-то при 20-22 Омах, но полность подавить его не удалось.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
Уменьшали-уменьшали заряд затвора, переборщили — и давай ёмкость внешнюю добавлять :)
Хе-хе, действительно) Ну, у меня основная цель замедления переключения это пройти тесты на ЭМС, так что почему бы и нет)
На Ваших осциллограмах хорошо виден «звон» транзистора, как его побороть? Из-за звона, собснно, транзистор по большей части и нагревается, так как затвор не «плотно» прикрыт.
это свободные колебания в периоды, когда оба ключа полумоста закрыты — никакого нагрева они не вызывают, кроме того могу вас заверить, затвор в эти периоды закрыт весьма «плотно»)

В нашем случае наилучший эффект (наименьший звон — меньший нагрев) достигался где-то при 20-22 Омах
возможно вы экспериментировали с какой-то другой топологией

"Особенно для режима непрерывного тока (DCM)" исправить бы на CCM надо.

да, спасибо, это опечатка
Хоть выше и приводится сравнение цен??? Цены для топовых приборов в статье не указаны
А какие вы считаете топовыми?
1EDC20H12AH альтернатива есть этому чип? Или нет смысла чтото другое использовать
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
TI заказываю через Aliexpress небольшими партиями. Ждать и в этом направлении проблемы? Или такой канал будет работать
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
infineon это Европа да еще и немцы, а это значит что клали они болт на санкции
Но прошел буквально год и… вспомнилась крылатая фраза:
"В наше смутное время, Штирлиц, никому нельзя доверять. Слышите? Никому!" ?
Интересует именно драйвер для карбида кремния? Вообще да, альтернатив много — нужно конкретную ситуацию рассматривать, для чего, какие параметры и тд.
А у Вас осциллограф — приставка к компу, или просто выгрузили данные с обычного?
С обычного записал на flash-ку.

А планируются статьи для глубже капнуть в ключи типа GaN, драйвера для SiC, делается ли что -то у нас типа НИЭТ, что предлагает Aliexpress?

Обычно пишу о том, что разрабатываю сейчас или сделал ранее. На GaN-ах пока проектов нет, были мысли сделать петпроектик, но пока нет времени. Что касается НИИЭТ, то только по новостям и с их сайта узнаю инфу. Конечно, было бы интересно ни их ключиках что-нибудь сделать. Про алишку знаю, что знакомые брали там ключики от Innoscience и вроде норм, не палёные.

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Публикации

Истории