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工业领域的磁耦驱动新技术

标签:工业,领域,驱动,新技术,技术  2017-4-11 8:44:16  预览

  近两年来,碳化硅材料(Silicon Carbride, SIC)进入应用领域。SIC半导体具有宽禁带,高击穿电场,高饱和漂移速度和高热导率的优秀特征正在推动工业领域对功率设备在功率密度方面的革命。使用SIC MOSFET替换IGBT可以进步功率管开关频率,从而降低功率设备中感性元件以及容性原件的体积。使功率设备的体积减小到原来不可思议的田地。但是更高的频率,更高的功率密度,要求周边器件也能适应更高的工作频率,在更宽的温度范围以保证稳固的工作状况。ROHM在SIC发展最初阶段提出了可应用SIC产品使用的磁耦驱动产品,及时知足了SIC MOSFET的驱动和通信的绝缘要求。

本文引用地址:http://www.esouou.com/eepw.com7843/article/201704/346389.htm

ROHM半导体(上海)有限公司设计中心经理 顾伟俊

  磁耦技术源自成熟的隔离变压器驱动技术,通过将微观级的无磁芯线圈埋置于芯片封装内,进步了电路集成度,并保证了产品性能的稳固。

  芯片级磁耦的结构:

  磁耦的特征:

  1. 磁耦没有性能衰减

  相对于现有光电耦合和电容耦合,磁耦没有老化的风险。

  2. 磁耦温漂很小

  相对于现有光电耦合和电容耦合潍坊网页设计,磁耦合产品更适合在大功率密度的产品中应用。

  ROHM公司推出的系列磁耦驱动芯片从输入旌旗灯号到驱动功率输出,旌旗灯号最大延时偏差约130nS。该性能基本知足了客户开发200KHz以内的功率转换设备。相对于如今普遍采用的IGBT 在20kHz的工作频率,开发同功率产品的体积重量可以得到显明的改善。

  同时针对高频驱动,在电路上通过将功率电源与旌旗灯号分开传输,知足了高频方案的要求。

  如下图:

图1 传统隔离变压器电路和分立器件组成驱动原理图

图2 磁耦隔离驱动原理图

  从图1和图2对比可以发现河北人事考试网,传统的隔离变压器技术同时传递控制逻辑旌旗灯号和功率电源。好像服从特别很是高。但是在SIC应用场合,因为控制频率可以从6kHz-200kHz(SICMOSFET可以对应MHz的开关频率),在如此宽的频率转变范围,变压器对功率传递的服从会有很大的转变,造成的效果是被动传输的条件下输出驱动电压会有很大的波动。这对现阶段的SIC MOSFET的特别很是敏感的Gate驱动电压范围是特别很是致命的。参考图3.当驱动电压降落时,SIC MOSFET的内阻会急剧增长,可想而知,产品服从会受到很大的影响。

图3 SIC MOSFET Module On-resistance Vs. Vgs

  而磁耦驱动通过自力的旌旗灯号传输及可控制的功率传输,避免了功率转换设备在不同频率下的服从波动。适用于高频率的能量转换。

  同时针对于新的SICMOSFET应用,ROHM设计的磁耦输出电压范围从原来的最大输出电压+20V进步到+30V耐压。SIC MOSFET要求Gate驱动电压接近20V。而SI工艺的SI 或者IGBT驱动电压仅要求大于12V。

  ROHM的磁耦产品系列: