SiC MOSFET的損耗分析和基于半橋逆變器的應(yīng)用研究.pdf

1、制約現(xiàn)代電力電子變換器性能的因素很多，其中一個(gè)方面便是電力電子器件性能的制約。以傳統(tǒng)的逆變技術(shù)為例，在大功率應(yīng)用場合下，由于Si MOSFET的導(dǎo)通電阻較大，造成系統(tǒng)的導(dǎo)通損耗較大。并且由于橋式電路需要利用器件體二極管進(jìn)行續(xù)流，二極管的反向恢復(fù)問題是限制開關(guān)頻率的重要因素。較低的開關(guān)頻率導(dǎo)致網(wǎng)側(cè)濾波器的體積很大。在相同的耐壓條件下，新型的SiC MOSFET具有更低的導(dǎo)通電阻。相比于傳統(tǒng)的Si MOSFET，新型SiC MOSFET還具

2、有高禁帶寬度，高擊穿臨界場強(qiáng)，高飽和電子漂移率及高導(dǎo)熱系數(shù)等特點(diǎn)。它的出現(xiàn)為電力電子技術(shù)提供新的契機(jī)。
　　本文首先對SiC MOSFET與Si MOSFET、Si IGBT的特性進(jìn)行對比，突出了SiC MOSFET在大功率應(yīng)用場合下的優(yōu)勢。分析了驅(qū)動(dòng)電阻及寄生電感對器件的性能影響。對器件的可靠性進(jìn)行分析并提出SiC MOSFET的驅(qū)動(dòng)電路要求。對GE公司生產(chǎn)的SiC MOSFET GE12N20L(1200V/20A)進(jìn)行了特性

3、研究。通過在25℃及125℃下的雙脈沖測試實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了其反向恢復(fù)情況佳、開關(guān)損耗小等若干優(yōu)勢。
　　其次，本文詳細(xì)描述了基于SiC MOSFET的半橋逆變器在開關(guān)周期內(nèi)不同階段下的開關(guān)狀態(tài)，進(jìn)而對基于SiC MOSFET的半橋逆變器進(jìn)行了損耗分析。為評估系統(tǒng)效率及損耗分布提供依據(jù)。
　　最后，搭建2kW基于SiC MOSFET的半橋逆變器平臺(tái)。使器件工作在不同開關(guān)頻率及溫度下，通過對比實(shí)驗(yàn)證明了SiC MOSFET在高頻及高