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  6. SiC MOSFET RC吸收電路設計,參數計算介紹
    • 發布時間:2023-06-21 21:12:13
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    SiC MOSFET RC吸收電路設計,參數計算介紹
    本文提出了一種 SiC MOSFET 的漏源極之間充放電型 RC吸收電路參數的計算方法。首先根據波形的振蕩頻率來計算電路中總的寄生電容值 ( C)和寄生電感值 ( L) ,然后再計算出 RC吸收電路的電阻值 ( RSN) 和電容值 ( CSN) ,RC吸收電路原理如圖 4 所示。
    SiC MOSFET RC吸收電路
    RSN和 CSN的具體計算過程如下。
    ①首先根據SiC MOSFET 的 DS 引腳之間的電壓 ( UDS) 波形振蕩周期計算出諧振頻率 ( f0) ,如圖 5 所示。
    ②在圖 4 中 SiC MOSFET 的漏源極之間接一個外接電容( Ctest) ,由此再測算出一個諧振頻率 ( f1) 。
    ③計算出 C 和 L,即
    SiC MOSFET RC吸收電路
    實驗驗證
    本文基于以上設計搭建一臺 SiC MOSFET 雙并聯交錯升壓 DC-DC 變流器的樣機,主電路如圖 1所示,樣機如圖 6 所示。
    樣機基于 TMS320F28335 DSP 芯片設計的控制系統; 主電路由直流支撐電容、儲能電感和 SiC MOSFET 等構成,樣機輸入電壓為 DC 72 V,母線電壓為 DC 570 V,額定輸出功率為 3 kW,母線電壓支撐電容為 560 μF,儲能電感為 75 μH,開關頻率為 80 kHz。
    SiC MOSFET RC吸收電路
    采用上述實驗平臺對 RC吸收電路計算方法的有效性進行驗證,增加 RC吸收電路前后 SiC MOSFET 的DS 引腳之間電壓和母線電壓 ( UDC) 的實驗波形如圖 7 所示。
    圖 7 表明,增加 RC吸收電路后,電壓過沖由1 080 V下降至 740 V,降低了約31%; 沒有 RC吸收電路時 SiC MOSFET 的 UDS單個波形振蕩周期為 51 ns,經過10個振蕩周期( 510 ns) 后波形振蕩基本消失,增加 RC吸收電路后無明顯振蕩周期,且213 ns后波形振蕩基本消失。
    實驗驗證了增加 RC吸收電路后不僅有效降低了電壓過沖和振蕩,而且減小了 SiC MOSFET 開關過程中母線電壓的波動。
    SiC MOSFET RC吸收電路
    本文對基于 ACPL- 355JC 的 SiC MOSFET 驅動電路的設計進行了詳細分析,提出了一種 RC吸收電路參數的計算方法,并通過實驗驗證了該RC吸收電路的有效性,也間接驗證了該驅動電路的可行性。
    所設計的驅動保護電路和 RC吸收電路已經應用于鐵路上的應急通風逆變器,而且通過了實際運行考核。后續將在降低吸收電路功率損耗和提高驅動保護電路穩定性等方面進行更加深入的研究。
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