工业辅助电源中的 SiC

　　任何范例的电源转换体系（比方太阳能逆变器、电力驱动、UPS、HVDC）都需求辅佐电源来供应高压总线（比方 12V 或 24V），以便为栅极驱动器、微控制器、显示器、传感器或电扇供电，确保体系失常运转。关于典范的工业设置装备摆设，辅佐电源需求应用三相 400/480V 交换电源；关于光伏逆变器，辅佐电源需求应用高直流电压。 　　用于紧凑型辅佐电源的 SiC MOSFET

　　图 1 表现了用于辅佐电源的典范电路。依据输出电压，MOSFET 必需经受高达 1300V 的电压。因为需求必定的平安裕度，是以平日应用额外电压至多为 1500V 的设置装备摆设。具有此击穿电压额定值的 Si MOSFET 是可用的，但会发生高消耗，是以需求粗笨且低廉的散热器

　　图 1：反激式作为典范的辅佐电源拓扑 　　一种抉择是应用更庞杂的拓扑布局以防止应用 1500V MOSFET（比方双开关反激式或高压器件的串连连贯）；然而，这会致使额定的复杂性和增添的元件数目。

　　1700V SiC MOSFET的导通电阻比 1500V Si MOSFET 低约两个数量级（见图 2），这为辅佐电源设想职员供应了应用简略的单开关反激式拓扑的选项，并经由过程紧凑的设想完成精良的功能。ROHM Semiconductor 供应适宜此类使用的低压 SiC MOSFET，接纳外貌贴装封装（TO-268-2L）以及全模塑断绝 TO-3PFM 封装。这些器件的爬电间隔分手延伸至 5 毫米和 5.45 米。

　　图 2：Si 和 SiC MOSFET 的详细导通电阻 　　操纵 IC 可完成经济高效的基于 SiC 的单开关反激式拓扑 　　基于SiC反激式辅佐电源解决计划因为采用了特地设想用于以平安靠得住的体式格局驱动此拓扑中的 SiC 功率 MOSFET 的操纵 IC，而没有栅极驱动器 IC 引入的复杂性，是以获得了更大的吸引力。 　　ROHM Semiconductor 推出了一款准谐振 AC-DC 控制器 IC，BD768xFJ，可与今朝市场上的多种 SiC MOSFET 兼容，特别是在这些器件的栅极驱动请求方面。将 BD768xFJ 操纵 IC 与 ROHM 1700V SiC MOSFET 连系使历时，可完成服从和功能的最好立室。BD768xFJ 不但完成了反激电路的所有操纵，还担任以适宜的栅极电压驱动 SiC MOSFET，以确保最好功能。另外，栅极钳位和过载维护性能可确保 SiC MOSFET 的维护。 　　操纵 IC BD768xFJ 接纳紧凑型 SOP8-J8 封装，供应一系列性能和维护特点，包孕带内部分流器的电流检测、过载、输出欠压和输出过压维护以及软启动。在全部事情区域内，完成准谐振开关，以最大限度地下降 EMI 并确保低开关消耗。为了优化低负载下的操纵，控制器中完成了降频模式以及突发操纵。

　　下图表现了基于 BD768xFJ 操纵 IC 和 ROHM 1700V SiC MOSFET的简略但高性能的辅佐电源装配的首要电路。

　　图3：接纳BD728xFJ操纵IC和1700V SiC MOSFET的辅佐电源电路

　　基于SiC MOSFET的辅佐电源功能 　　为了展示基于 SiC MOSFET 的简略辅佐电源所能完成的功能，咱们开发了一个评价板（见图 4）。在此电路示例中，BD768xFJ-LB 　　用于驱动准谐振开关 AC/DC 转换器中的 1700V SiC MOSFET (SCT2H12NZ)。准谐振操纵可最大限度地缩小开关消耗并有助于坚持较低的 EMI。电流检测经由过程内部电阻完成。经由过程应用控制器的突发模式操纵和在轻负载条件下下降开关频次，可最大限度地进步功率服从。

　　图 5 表现了 SiC MOSFET 的开关波形。分歧输入负载下的波形说了然控制器若何抉择谐振漏源电压的分歧谷值来关上 SiC MOSFET。这类准谐振操纵可最大限度地缩小开关消耗和 EMI。在异常轻的负载下退出突发模式后，创建准谐振模式，并跳过少量谷值，而后从新启动新周期并关上晶体管（左图，Pout=5W）。

　　图 5：准谐振操纵中的 SiC MOSFET 开关波形 　　电路板在前两个事情继续传导模式 (DCM运转最初一个事情点 (40W界限传导模式 (BCM运转依据输出电压，DCM 和 BCM 之间的转换发生在分歧输入功率程度。 　 　　图 6：对 SiC辅佐电源装配举行丈量 　　下图表现了在高达 40 W 的负载局限和 12V输入电压分歧输出电压服从全部丈量过程当中，如下图所示，确认 SiC MOSFET 的外壳温度保持在 90如下。SiC MOSFET 的最大同意结温为 175°C。 　　SiC MOSFET手艺设想职员可以或许完成更高服从、简单性、可靠性和紧凑关于输出或 400V 以上的直流输出电压简略、经济高效的单开关反激式解决计划关于功率为几十瓦的 Si MOSFET来讲其实不有用由于 Si MOSFET 的功率较差 　　1700V SiC MOSFET卓着功能操纵 IC 系列 BD768xFJ 的可用性同意为三相体系拥有精良功能的高直流输出电压体系设想简略辅佐电源。SiC MOSFET手艺设想职员可以或许完成更高服从、简单性、可靠性和紧凑因为 1700V SiC MOSFET功能上风能够以与 Si MOSFET 解决计划至关体系本钱完成这一点。