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[经验] 【罗姆SiC-MOSFET 试用体验连载】SiC开发板主要电路分析以及SiC Mosfet开关速率测试

2020-6-7 15:46:23  4172 罗姆 MOSFET
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罗姆这回提供的电路非常丰富,按由主及次的评测思路,我们需要对电路结构有所了解才能合理设计电路实验,特整理了电路分析的内容。
整个评估板提供的主要电路如下,图中电路主要意思是这样,评估板提供了由两个SiC Mosfet管组成上下桥臂电路,整个评估板提供了一个半桥电路,可以支持Buck,Boost和半桥开关电路的拓扑。
SiC Mosfet的驱动电路主要有BM6101为主的芯片搭建而成,上下桥臂各有一块电路,同时上下桥臂还是用了以BD7F200组成的反击式开关电源为为驱动电路提供电源,评估用户只需要给BM6101驱动电路提供控制电平再通过外部拓扑搭建就可以实现各种小型电源的拓扑实现。

1.jpg
图1 评估板主要电路(个人更正了评估手册上的错误)
接下来就需要仔细查看下反激式开关电源电路的设计,其电路结构如下,
2.jpg
以上桥臂为例,BD7F200EF是开关电源的控制芯片,控制电压Vcc为12V,输入电压是Vcc通过变压器TX1的结构构成反激式开关电源,变压器次级有两个线圈,在这个电路中主要用于调节电压输出,简要介绍电路提供的手动可调节器件有如下:
JP51:这是一个接插件,将其短接1脚VEE输出0V,短接至2脚输出-2V;
RV51:这是一个可调电阻,可以调节输出电压Vcc2,S-19700A00A是一个线性电源芯片,1脚的输入电压亲测为23.1V,默认JP51是置于1脚,VCC输出18.5V。
下桥臂电路也是一样的原理,测得变压输出23.1V,输出18.5V电压
驱动电路的前端会进行逻辑电平的转换,我是用一块开发板输出3.3V,2KHz开关频率,通过评估板的逻辑电平转换为5V的电平,这样既可以共BM6101电路使用,BM6101是一款电流隔离芯片,通过它进行两级驱动Mosfet管。而驱动的电压就是通过开关电源调整得到的电压,驱动电路还如下图黄框出提供了死区调整的电阻网络。

3.jpg
利用示波器在在这时对栅极源极电压,以及源漏电压进行采集,由于使用的非隔离示波器,就在单管上进行了对两个波形进行了记录:
绿色:栅极源极间电压;
黄色:源极漏极间电压;

scope_0.png
由于Mosfet使用的SiC材料,通过分析以上两者电压的导通时间可以判断出这是一种优秀的半导体材料,示波器的采样率达到4GSa/S,在这种情况下测试,源极和漏极动作时间在nS级以内,所以在元器件材料这个地方就支撑了500KHz的开关频率。

scope_1.png


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