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讨论 免费试用·罗姆评估板

罗姆-碳化硅评估板测试

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lj5253
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  • 2020-8-24 10:08:31
周六就到货了,周一上班后我才收货,以前一直都用的IGBT和mos管,这次是第一次接触碳化硅,还有点儿期待。第一步,开箱验货,上图片。

           
快递包装的很好,盒子很漂亮。                                               主角:评估板和碳化硅。


一共4片碳化硅,型号:SCT3040,其中2片是TO-247-4L封装的,另外2片是TO-247-3L封装的。
遗憾的是没有散热器,需要我自己找散热器了。

都说碳化硅好,到底好在哪里?下一步我就来实际测测看,在boost、buck拓扑下,对比一下传统MOS管,罗姆SIC的表现如何。


实验环境基本搭好了。这个半桥拓扑的评估板刚好用来做基于boost、buck拓扑的双向DCDC。本次实验使用SCT3040KR,TO-247-4L封装的自己找了2个散热器给SIC加上了,远处还有1个小风扇吹,同时还可以给电感散热。电感使用的公司自己绕制的铁硅铝磁芯的电感,优点是成本低,损耗小。PWM信号利用公司现有的TMS320F28069控制板生成,闭环控制,使评估板可以恒压恒流运行。

本次实验中评估板选择Dual/DP-CLK 模式,驱动电压设置为+18V和0V,是评估的默认电压,查了SCT3040KR的手册,+18V和0V也是推荐的电压值。其他设置也都是评估板的默认设置。
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管理员
  • 2020-8-24 11:02:40
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感谢参与 ,期待更新
gxg1122
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  • 2020-8-24 12:24:55
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这个板子看着很不错。期待楼主的测试数据分享。
lj5253
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  • 2020-8-25 17:24:18
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更新,本次实验计划高压侧电压100V,低压侧电压50V,低压侧电流15A。评估板运行在buck模式。开关频率30KHz。用万用表实测的电压电流值为:
                 
高压侧电压:98.3V                                                             低压侧经过电感电容滤波之后的电压:50.83V

                 
高压侧电流:8.09A                                                            低压侧经过电感电容滤波之后的电流:15.44A

计算效率为:50.83*15.44/98.3/8.09=0.98688=98.688%
这效率确实挺高的。相同运行条件下,测试普通mos管(IRFP4868)的DCDC效率是95.245%。这里就不上测试图片了。
碳化硅果然厉害。

   
顺便测了运行1个小时的温度,SIC最高温度为60.8℃(当然这个温度和散热条件关系很大)。


lj5253
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  • 2020-8-26 11:29:57
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在上一张buck模式的上下桥臂的DS极波形。黄色是上桥臂的,紫色是下桥臂的。
  

lj5253
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  • 2020-9-9 15:03:16
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    更新,本次实验测试了罗姆碳化硅评估板外部输入PWM波到输出到SiC的GS脚PWM波的延时时间。在原理图上没有找到输入PWM的示波器测试点,只有经过与非门之后的波形测试点,所以决定示波器探头夹在外部PWM输入端子处测量。示波器接法和波形如下图:
               
示波器探头接法,     输入模式为Dual-CLK,占空比约50%,黄色为外部输入上桥臂PWM波形,紫色为上桥臂SiC的GS波形。蓝色为外部输入下桥臂PWM波形,绿色为下桥臂SiC的GS波形。  把波形放大,测试延时时间,如下图:
               
评估板驱动电路上桥臂导通的延时时间为900nS,                                                评估板驱动电路下桥臂关断的延时时间也为900nS。   

lj5253
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  • 2020-9-9 15:17:22
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更新,再测试一下,把示波器探头接到评估板上与非门输出的测试点那里再测输入PWM到GS的延时波形,示波器接法和波形如下图:

测试发现,外部输入PWM信号经过一系列与非门后,波形的上升沿和下降沿都圆滑了,没那么陡峭了。上升时间和下降时间都变长了。
lj5253
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  • 2020-9-20 14:42:37
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更新,之前测试的GS负偏压都是0V,本次实验调整为负2V。用示波器测试GS电压0V和-2V的对比波形。示波器接法和GS波形如下图,
0V, -2V。
测试GS波形的探头接TP52和TP51测试点,黄色波形为pwm输入波形,紫色波形为GS波形。
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  • 2020-11-6 10:01:15
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感谢罗姆公司,感谢世纪电源网,使我接触到碳化硅器件,经过这次测试,确实发现了碳化硅的优点。我们公司后续的3KW隔离DCDC变换器计划使用罗姆的碳化硅作为功率器件。
stevenqian
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  • 2021-3-5 17:25:51
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SICMOSFET是新兴起的第三代半导体材料,是一种宽禁带半导体(禁带宽度>2eV,而SI禁带宽度仅为1.12eV),因其具有宽带隙、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度等特点,适用于高温、高频、大功率等应用场合。
那么, SIC MOSFET对门极驱动器(驱动光耦、容耦、磁耦等)的有何设计要求呢?
1、要求驱动器具有更高的门极峰值输出电流、更高的dv/dt耐受能力。
2、要求驱动器的传播延迟很低且抖动量很小,以便有效传递高开关频率下的非常短的脉冲。
3、要求驱动器具有双路输出端口。
4、支持高开关频率(开关频率至少支持400KHz
5、支持高安全隔离电压
63-5V的负压关断,开启要18V-20V
针对如上的要求,Silicon Labs Si827x容耦隔离驱动芯片可以轻松满足设计需求。
高达4A峰值驱动电流,-40~125度宽温度范围,通过AEC-Q100认证。
业界最高的抗扰性能(200kV/μs)和闩锁免疫能力(400kV/μs),支持超快速开关。
最大60ns传输延迟,非常低的抖动200ps p-p,这里需要说明一下,传输延迟的影响因素与容耦隔离驱动芯片本身的副边供电电压VDDA/VDDB、负载电容、工作温度均有关

QQ图片20201224112011.png (49.85 KB, 下载次数: 29)

碳化硅MOS

碳化硅MOS

QQ图片20201121110827.png (111.64 KB, 下载次数: 32)

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