SiC功率器件特性及其在Buck變換器中的應(yīng)用研究.pdf

1、航空航天、電動(dòng)汽車和新能源發(fā)電技術(shù)的飛速發(fā)展使得對電力電子裝置的性能指標(biāo)要求日益提高，而電力電子器件對整個(gè)裝置的性能指標(biāo)具有決定性的影響。與傳統(tǒng)基于硅半導(dǎo)體材料的功率器件相比，新興碳化硅功率器件具有開關(guān)速度快、阻斷電壓高和耐高溫工作能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，更能滿足未來電力電子技術(shù)的發(fā)展要求。隨著碳化硅功率器件制造技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，其應(yīng)用研究受到研究人員越來越多的關(guān)注。
　　與硅半導(dǎo)體相比，碳化硅半導(dǎo)體的材料特性存在較大差異，因而碳化硅功

2、率器件不能簡單理解為高壓硅功率器件，二者的電氣特性有顯著不同。為保證碳化硅功率器件的正確使用并充分發(fā)揮其特性優(yōu)勢，使得基于碳化硅功率器件的變換器系統(tǒng)能夠獲得更優(yōu)的性能，需要對碳化硅功率器件的電氣特性和參數(shù)，尤其是開關(guān)特性進(jìn)行深入分析和研究。本文詳細(xì)分析了碳化硅肖特基二極管和MOSFET的動(dòng)、靜態(tài)特性，重點(diǎn)討論了其與相應(yīng)硅功率器件的差異，指出特性差異可能帶來的實(shí)際應(yīng)用問題。同時(shí)完成了通態(tài)電阻測試電路和雙脈沖動(dòng)態(tài)特性測試電路的樣機(jī)設(shè)計(jì)與制作

3、，實(shí)驗(yàn)測試與對比了碳化硅功率器件的主要特性與參數(shù)。
　　橋臂結(jié)構(gòu)電路中一個(gè)開關(guān)管快速開關(guān)瞬態(tài)產(chǎn)生的高電壓變化率（dv/dt）會(huì)影響其互補(bǔ)開關(guān)管的工作，引起串?dāng)_問題，導(dǎo)致額外的開關(guān)損耗甚至器件失效。本文闡述了橋臂電路高頻串?dāng)_問題的產(chǎn)生原理，結(jié)合碳化硅MOSFET的參數(shù)特點(diǎn)，分析了碳化硅MOSFET橋臂電路高頻串?dāng)_問題的特殊性。同時(shí)，介紹了硅MOSFET的常用串?dāng)_抑制方法，分析了各方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并采用雙脈沖動(dòng)態(tài)測試電路對各方法對碳化硅