VBsemi | 探討 SiC MOSFET 的短路檢測和保護(hù)技術(shù)
SiC MOSFET 憑借著耐高壓、耐高頻、耐高溫等獨(dú)特優(yōu)勢,受到許多人關(guān)注。在電子應(yīng)用中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)短路問題,今天微碧VBsemi就 SiCMOSFET的短路檢測情況進(jìn)行展開了解。
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常見的SIC MOSFET的短路類型有兩種:軟開關(guān)短路和負(fù)載短路故障。
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軟開關(guān)短路:在開關(guān)操作過程中,由于某種原因?qū)е麻_關(guān)器件無法及時(shí)斷開電流,從而導(dǎo)致電流在開關(guān)器件上持續(xù)流動(dòng),出現(xiàn)短路現(xiàn)象。
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負(fù)載短路故障:負(fù)載端突然出現(xiàn)短路。由于負(fù)載器件損壞、接線錯(cuò)誤或外部環(huán)境影響等原因引起的。當(dāng)負(fù)載短路發(fā)生時(shí),電流會(huì)迅速增加,導(dǎo)致SiC MOSFET過載并可能損壞。
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一般SIC MOSFET會(huì)出現(xiàn)短路的原因:
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1.過電壓:長時(shí)間受到超過其額定電壓的電壓,導(dǎo)致絕緣層擊穿或氧化層破裂。
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2.過電流:SiC MOSFET 被額定電流以上的過大電流擊穿,導(dǎo)致輸電通道內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損,導(dǎo)致短路。
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3.溫度過高:SiC MOSFET 運(yùn)行在超過其允許的溫度范圍內(nèi)時(shí),溫度過高會(huì)引起材料的熱膨脹、電子遷移導(dǎo)致短路。
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4.設(shè)計(jì)問題:材料選擇不當(dāng)、電壓和電流過大、電極之間的間隙不合適等都可能引起短路。
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SiC MOSFET的短路檢測和保護(hù)可以通過以下幾種方法實(shí)現(xiàn):
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1.短路檢測方法:可以使用電流檢測技術(shù)來實(shí)現(xiàn)短路檢測。
?例如使用:霍爾傳感器或電流變壓器,因此來檢測電流變化。當(dāng)電流超過設(shè)定的閾值時(shí),可以判斷出發(fā)生了短路故障。
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2.短路保護(hù)技術(shù):在檢測到短路故障后,取一些保護(hù)措施。
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使用過流保護(hù)電路來切斷電流,以避免電流過大損壞器件。

使用溫度保護(hù)電路來監(jiān)測芯片溫度,當(dāng)溫度超過設(shè)定值時(shí),自動(dòng)切斷電流。

使用短路保護(hù)電路來監(jiān)測電流上升速度,當(dāng)電流上升速度過快時(shí),可以判斷為短路故障并進(jìn)行保護(hù)。
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3.短路關(guān)斷策略:在短路故障發(fā)生時(shí),可以選擇快速關(guān)斷SiC MOSFET來避免損壞。通過使用適當(dāng)?shù)年P(guān)斷電路,可以實(shí)現(xiàn)快速關(guān)斷時(shí)間,提高短路保護(hù)的效果。
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4.其它保護(hù)措施:采用電流限制技術(shù)來限制電流,以防止過大電流損壞器件。在設(shè)計(jì)電路時(shí),還可以考慮電路的布局和散熱設(shè)計(jì),以提高SiC MOSFET的短路承受能力。當(dāng)然,選擇性能較好的SIC MOSFET產(chǎn)品也是很重要的。
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?碳化硅MOS管
微碧碳化硅MOS管(SiC MOSFET)采用了硅和寬帶隙技術(shù),具有更大的功率效率、更小的尺寸、更輕的重量、更低的總體成本等優(yōu)勢。適用于600V以上的高壓場景,包括光伏、新能源汽車、充電樁、風(fēng)電、軌道交通等電力電子領(lǐng)域。
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