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