碳化硅MOSFET并聯(lián)運(yùn)作提升功率輸出

碳化硅（SiC）MOSFET并行連接能夠?qū)⑺幚淼墓β史峙洳⑶倚纬赡艹休d更大功率的設(shè)備，目的在于提升輸出電流的容量。由于這些并聯(lián)并不受熱不穩(wěn)定性的影響，它們的組合應(yīng)用通常比其他過時(shí)的元器件更易于實(shí)施和處理。在正常條件下，幾個(gè)并聯(lián)運(yùn)行的單元通常能進(jìn)行良好的運(yùn)行，然而，在與溫度、電流和工作頻率相關(guān)的異常事件中，運(yùn)行狀態(tài)可能變得極端，因此，必須采取一定的預(yù)防措施來創(chuàng)造防錯(cuò)電路，以充分利用功率設(shè)備并聯(lián)連接帶來的優(yōu)勢(shì)。

并聯(lián)連接碳化硅MOSFET應(yīng)考慮的因素

在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)電源設(shè)備具有相同的電氣特性以及相同的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)行為時(shí)，就可以進(jìn)行并聯(lián)。然而，實(shí)際上，即使是同一模型的多個(gè)MOSFET之間，都可能存在一些微小差異，有可能觸發(fā)暫時(shí)的電壓尖峰和電流分布的不平衡。這個(gè)問題可能導(dǎo)致高電力損失，電路過熱甚至電子組件的損壞。因此，設(shè)計(jì)師需要設(shè)計(jì)電路，以便在所有工作條件下，電流在所有同類電源設(shè)備上都能保持平衡和均勻。

通道電阻(RDS(on))是MOSFETs的一個(gè)基本參數(shù)，影響操作因素，例如元器件的消耗、最大通流電流、系統(tǒng)效率和傳導(dǎo)損失。碳化硅（SiC）MOSFET的RDS(on)參數(shù)對(duì)溫度非常敏感，因此在設(shè)計(jì)帶有并聯(lián)設(shè)備的電路時(shí)必須小心。

不平衡分析

當(dāng)MOSFET開啟時(shí)，小電流通過并聯(lián)的電子開關(guān)，在激活電阻成反比的情況下通過。顯然，電阻最低的設(shè)備引導(dǎo)通過更大的電流。然而，越過碳化硅（SiC）MOSFET具有正向溫度補(bǔ)償?shù)奶匦?，電路中?huì)自然形成更自然的平衡，將元件熱損壞的程度降至最低。電流不平衡可能在過渡期間出現(xiàn)，特別是在上電和斷電時(shí)。

防止振蕩現(xiàn)象

振蕩是改變?cè)O(shè)備正確工作的高頻信號(hào)。MOSFET的特殊構(gòu)造，構(gòu)成了一個(gè)諧振電路，具有電容（C）和電感（L）。這兩個(gè)元素都是明顯的寄生元件。如果沒有外部的閥柵極電阻，諧振電路的Q因子將會(huì)非常高。這會(huì)在“柵極”和“源極”之間產(chǎn)生重要的振蕩信號(hào)，對(duì)應(yīng)于“漏極”和“源極”之間的等價(jià)振蕩。過高的振蕩電壓可能會(huì)導(dǎo)致MOSFET操作的誤觸發(fā)或中斷。

解決方案和方案缺陷

現(xiàn)在，許多公司已經(jīng)生產(chǎn)一些采用多個(gè)MOSFET并行連接的化硅碳（SiC）功率模塊。重要的是，RDS（on） 參數(shù)會(huì)降低，就像并聯(lián)電阻器連接時(shí)發(fā)生的情況一樣。通常，SiC MOSFET可以在沒有特殊措施的情況下進(jìn)行并聯(lián)，因?yàn)楫?dāng)它們過熱時(shí)，其內(nèi)部電阻會(huì)提高，盡管每個(gè)組件的固有差異，但他們分布的負(fù)載相當(dāng)均勻。然而，顯然的這有兩個(gè)缺點(diǎn)：1.“柵極”容量的增加，導(dǎo)致SiC MOSFET的通電時(shí)間有所增加，這在高頻率下是不能接受的現(xiàn)象。2.開關(guān)和傳導(dǎo)損耗較高，總功率損耗較高。

碳化硅（SiC）MOSFET以其正溫度系數(shù)的特性進(jìn)行靜態(tài)電流的共享和負(fù)反饋。如果一個(gè)設(shè)備的電流更大，那么它就會(huì)加熱，相應(yīng)地增加其RDS(on)。這樣，過境電流降低，熱失衡級(jí)別也降低。此外，他們?cè)跍囟仍龈吆笄袚Q損耗的增加非常小。最后，碳化硅（SiC）MOSFET的跨導(dǎo)曲線更加平滑，柵極電壓的小變化對(duì)電流的影響較小，易于在多個(gè)設(shè)備間進(jìn)行動(dòng)態(tài)的電流共享。