IGBT或碳化硅MOSFET并联设计准则

碳化硅功率MOSFET并联设计规则Andy WU议程1背景介绍2关键影响因素34并联设计考虑逆变器并联设计第1部分 背景介绍为什么我们需要并联设计？SiC MOSFET是第一个面临以下并联应用挑战的器件：•高压•高开关频率•高dv/dt和高di/dt并联解决方案的类型：1.功率分立器件并联 - 更灵活，成本更低2.功率模块中的多个晶片并联 - 更小的寄生参数和更好的布局并联功率晶体管器件可提高电流和功率能力非理想并联的后果：•电流和功率损耗不平衡导致的热风险•di/dt和dv/dt不平衡以及布局寄生参数差异引起的电应力风险和栅极振荡为什么我们要考虑并联设计规则？栅极驱动不匹配器件参数不匹配电路布局不匹配本征SiC MOSFET参数：Vgs(th)、Rdson、反向恢复、Rthjc、寄生参数（Rg、Ciss、Crss、Coss、Lg、Ls、Ld…）等。第2部分 主要影响因素第2.1部分 器件参数不匹配Rdson不匹配不平衡的导通电流假设•假设MOSFET类似于理想开关• RDSon1 < RDSon2内部参数RdsonLDRon1Ron2Ron2Ron1Rdson不匹配由于Rds(on)较低，导通损耗较大VGS(th) 不匹配内部参数Vth开通/关断案例研究假设LDC1Ron1C2Ron2- 电感电流-MOSFET电容电流-反向升压二极管电流•假设MOSFET类似于理想开关• Vth1 < Vth2Vth1Vth2VGS(th) 不匹配内部参数Vth假设•假设MOSFET类似于理想开关• Vth1 < Vth2•开通Vth1Vth2Ids1 Ids2 VGS(th)对动态电流平衡有影响VGS(th) 不匹配由于Vgs(th)较低，开关损耗较高第2部分 主要影响因素第2.2部分栅极驱动不匹配栅极驱动不匹配（b）共栅极驱动电阻（a）独立驱动（c）混合型驱动•对动态不平衡不太敏感•易导致高频振荡•强解耦，对高频振荡不太敏感•易导致动态不平衡•折中解决方案驱动电路设计旨在实现快速开关下以减少功率损耗与避免振荡之间取平衡SiC MOSFET并联和Rg影响（a）（c）Rg差异导致的电流不平衡Rg差异对动态不平衡不太敏感SiC MOSFET并联和Rg影响（b）（c）Vgs易受高频振荡影响Vgs高频振荡不太敏感第2部分 主要影响因素第2.3部分电路布局不匹配电路布局不匹配外部参数Lg