世纪电源网社区logo
社区
Datasheet
标题
返回顶部
原创 免费试用·罗姆评估板

罗姆SiC MOSFET 评估板P02SCT3040KR-EVK-001开箱

[复制链接]
查看: 2026 |回复: 6
1
xuyapple
  • 积分:209
  • |
  • 主题:1
  • |
  • 帖子:5
积分:209
LV3
助理工程师
  • 2020-9-1 10:20:22
感谢罗姆和21世纪电源网提供的机会,有幸申请到P02SCT3040KR-EVK-001评估板,这两天有点事,没有第一时间发开箱照,实在抱歉,后续会对评估板、SiC器件进行相应的测试。


包装挺厚实大气

包装挺厚实大气

侧面的评估板信息

侧面的评估板信息

防静电袋装着

防静电袋装着

附送了4颗SiC器件

附送了4颗SiC器件

评估板正面照,高压电容很大个

评估板正面照,高压电容很大个

评估板背面照,各个区域都有隔开

评估板背面照,各个区域都有隔开
xuyapple
  • 积分:209
  • |
  • 主题:1
  • |
  • 帖子:5
积分:209
LV3
助理工程师
  • 2020-9-20 23:32:26
  • 倒数6
 
之前没怎么用过碳化硅的器件,所以先用TO247-3封装的SCT3040KL测试下双脉冲,了解下评估版的驱动性能和碳化硅器件的开关特性,为应用提供参考数据。

SCT3040KL的Vgs电压规格

SCT3040KL的Vgs电压规格

SCT3040KL的规格书中给出的Vgs电压范围是+22V/-4V,推荐的Vgs电压是+18V/0V,考虑到关断的可靠性,选取的Vgs电压为+18V/-2V。
对于1200V的碳化硅器件,典型的应用电压等级为800V,而且规格书中的一些参数均是在20A下的情况,因此选用800V/20A的电压电流规格对器件进行双脉冲测试。评估板中的上管使用1200V的碳化硅二极管,因此只需要为下管提供双脉冲驱动信号,测试结果如下:

SCT3040KL 800V 20A双脉冲测试

SCT3040KL 800V 20A双脉冲测试

CH1:Vgs(3V/div),CH2:Is(4A/div),CH4:Vds(110V/div),M1:Vds*Is

SCT3040KL 800V 20A双脉冲ON1

SCT3040KL 800V 20A双脉冲ON1

CH1:Vgs(3V/div)驱动开通时间235ns左右,无过冲,有明显的米勒平台,驱动电阻还可以调小点,CH2:Is(4A/div),CH4:Vds(110V/div)电压从800V平滑下降到0V,无明显震荡和负压,M1:Vds*Is,零电流开启,开通损耗也很小。

SCT3040 800V 20A双脉冲OFF1

SCT3040 800V 20A双脉冲OFF1

CH1:Vgs(3V/div)驱动关断时间90ns左右,有一定米勒平台和较小震荡,CH2:Is(4A/div)电流从20A下降到0A的速度不是很线性,对关断损耗会有影响,CH4:Vds(110V/div)电压从0V上升到800V后有一定震荡,峰值大约900V,M1:Vds*Is因为双脉冲有一定的软关特性,所以关断损耗不是特别大。

SCT3040 800V 20A双脉冲ON2

SCT3040 800V 20A双脉冲ON2

CH1:Vgs(3V/div)驱动开通时间280ns左右,比第一个开启的大,而且在米勒平台处有较大过冲和震荡,开启过程电流从0A迅速上升到20A,对驱动也会有一定的干扰,CH2:Is(4A/div)电流在器件开启过程中从0A迅速上升到20A,并有较大过冲和震荡,CH4:Vds(110V/div)大电流的开启过程,电压下降并不是很平滑,在下降过程有多次震荡情况,M1:Vds*Is,双脉冲的大电流硬开特性使得开通损耗比关断损耗大得多,会受驱动开通时间、电压电流的速度和重叠情况影响。
xuyapple
  • 积分:209
  • |
  • 主题:1
  • |
  • 帖子:5
积分:209
LV3
助理工程师
  • 2020-9-24 22:11:57
  • 倒数5
 
接下来使用TO247-4封装的SCT3040KR器件,用半桥评估板加上功率电感和电解电容,搭建高压同步整流Buck电路,测试TO247-4封装的SiC器件开关特性和评估板的性能情况。

TO247-4的SCT3040KR

TO247-4的SCT3040KR

SCT3040KR采用具有开尔文源极的TO247-4L封装,开尔文源极可以大大减小驱动回路和功率回路的共源电感,减小功率回路对驱动回路的干扰,降低驱动栅极的震荡,提高高开关频率下驱动SiC器件的可靠性。

TO247-3、TO247-4的安装形式

TO247-3、TO247-4的安装形式

P02SCT3040KR-EVK-001评估板兼容了TO247-3和TO247-4器件,可以非常方便地评估两种封装形式的器件的开关特性,这次测试按照说明书的参考引线形式安装TO247-4的SCT3040KR器件,进行功率电路的测试评估。

SCT3040KR同步整流Buck电路

SCT3040KR同步整流Buck电路

如上图所示为使用评估板和SiC器件,加上功率电感(300uH)和电解电容(600V,220uF)搭建的高压同步整流Buck电路,使用非隔离探头测量下管的Vgs信号,使用两个高压差分探头测量上下管的Vds信号,使用电流探头测量电感电流IL。为了考量TO247-4的开尔文驱动的特性,使用+18V/0V驱动SCT3040KR。因为目前散热器规格不够,考虑到器件的功耗和温升,测试的条件为:Vin = 500Vdc,上下管的占空比D = 50%,输出负载电流 Io = 2A,以下是测试结果:

高压同步整流Buck波形

高压同步整流Buck波形

CH1:Vgs(4V/div),CH2:IL(2A/div),CH3:VdsH(100V/div),CH4:VdsL(100V/div)

高压同步整流Buck下管关断波形

高压同步整流Buck下管关断波形

CH1:Vgs(4V/div)下管驱动关断时间为47.4ns,无负向过冲和震荡;上下管的驱动死区时间按照评估板的预设值300ns,下管关断后经过300ns,上管开通,下管的Vgs有一定小的干扰震荡,未达到阈值电压,可以可靠关断;CH2:IL(2A/div)功率电感取值较小,电路基本在临近连续或轻微断续状态,在上管开通后电流探头测量到的电感电流有较大的震荡情况,上管属于硬开通,电路有较大的电压变化和干扰;CH3:VdsH(100V/div),CH4:VdsL(100V/div)在上管开通过程,上下管的Vds电压变化率分别为17.4V/ns、24.4V/ns,下管的Vds电压有较大过冲,峰值电压为548V。

高压同步整流Buck下管开通波形

高压同步整流Buck下管开通波形

CH1:Vgs(4V/div)下管驱动开通时间为55.0ns无过冲和震荡,Buck中下管为软开关,可以看到驱动开通前其Vds电压已经降为0V,并有一定的体二极管的负向导通电压;CH2:IL(2A/div)电感电流较小,在换流到下管的软开关过程中电感电流有一定跌落和震荡;CH3:VdsH(100V/div),CH4:VdsL(100V/div)因为下管是软开关,上下管的Vds电压变化率明显小很多,分别为5.60V/ns和5.55V/ns,上管的Vds电压峰值为531V,与电感电流震荡有一定关系。

高压同步整流Buck温升情况

高压同步整流Buck温升情况

因为使用的散热器规格较小,同时加了较厚的导热硅脂,不足以满足SiC器件的散热需求,而且电路参数和状态未进行优化,半桥电路中的上管硬开关工作,温升情况比较恶劣,工作不长时间温度就达到133.4℃,相比之下软开关的下管温升情况就好很多。
因为准备不够充分,未能更加详细地测试、评估SiC器件和评估板的特性、性能情况,希望后续能够对SiC器件和评估板进行更全面的测试、评估,同时非常感谢罗姆和世纪电源网提供的机会,提供了P02SCT3040KR-EVK-001评估板,让我们能够更深入地了解SiC器件的特性,并学会如何在电力电子应用中使用SiC器件、如何发挥SiC器件的优势!
xuyapple
  • 积分:209
  • |
  • 主题:1
  • |
  • 帖子:5
积分:209
LV3
助理工程师
  • 2020-9-28 14:30:47
  • 倒数4
 
归纳总结:
1、SiC评估板的配置非常丰富,驱动电压可以在较大范围内自由配置、驱动开通关断速度均可以独立调节,还有浪涌钳位、过流保护、吸收电路等设计,每一部分功能电路都可以为产品设计提供参考,完全可以满足研发设计要求,配套的说明文档也非常详细,工作原理、设计说明的讲解非常全面;
2、罗姆的SCT3040 SiC MOS的参数优异,导通电阻、开关速度、寄生电容等参数指标都表明其非常适用于大功率高频电源,如不间断电源、充电桩、家电等应用场合,实现高功率密度;
3、因为有一些电源应用经验,对MOS、GaN的使用还算熟悉,上手SiC没有太大困难,再加上评估板功能十分强大、配套文档非常详细,使用评估板、SiC器件测试时没有遇到什么问题,都比较顺利;
4、希望后续能将SiC器件应用于逆变器、充电器等应用场合,对SiC的可靠性和EMC性能进行更深入的测试评估,发挥SiC的高频高压高温优势!
taotaoge
  • 积分:1007
  • |
  • 主题:1
  • |
  • 帖子:56
积分:1007
LV6
高级工程师
  • 2020-9-29 08:12:13
  • 倒数3
 
楼主做的很详细的评估,路过的,支持一下
PWR86553388
  • 积分:3884
  • |
  • 主题:17
  • |
  • 帖子:97
积分:3884
LV8
副总工程师
  • 2020-10-16 19:54:14
  • 倒数2
 
很详细的说明     
小革
  • 小革
  • 离线
  • LV4
  • 初级工程师
  • 积分:334
  • |
  • 主题:2
  • |
  • 帖子:14
积分:334
LV4
初级工程师
最新回复
  • 2020-11-18 08:24:56
  • 倒数1
 
学习了
热门技术、经典电源设计资源推荐

世纪电源网总部

地 址:天津市南开区黄河道大通大厦5层

电 话:400-022-5587

传 真:(022)27690960

邮 编:300110

E-mail:21dy#21dianyuan.com(#换成@)

世纪电源网分部

广 东:(0755)28285637 /(13823562357)

北 京:(010)69525295 /(15901552591)

上 海:(021)24200688 /(13585599008)

香 港:HK(852)92121212

China(86)15220029145

网站简介 | 网站帮助 | 意见反馈 | 联系我们 | 广告服务 | 法律声明 | 友情链接 | 清除Cookie | 小黑屋 | 不良信息举报

Copyright 2008-2020 21dianyuan.com All Rights Reserved    备案许可证号为:津ICP备10002348