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【罗姆SiC-MOSFET 试用体验连载】基于SIC-MOSFET评估板的开环控制同步BUCK转换器

2020-6-10 11:04:53  1626 罗姆
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收到评估板已经一段时间了,但是忙于其他事情,更新得晚了些。为了搭建这个平台,自制了一个LC滤波板,请看下图:
34.jpg

图1  原理图

IMG_20200609_192221.jpg

图2 实物图


开始搭建实验平台(接线),12V辅助电源提供给驱动板,48V接到功率输入端子DCHV和PGND,滤波板的输出接到电子负载中,PWM信号由DSP开发板提供。如下图是平台的全貌。
IMG_20200609_203026.jpg

图3 实验平台


本次的测试是开环控制的,即固定35%、50KHZ的PWM占空比。理论输出电压是48*0.35 = 16.8V,负载我们设为0.9Ω的阻值,通过下图来看实际的输入和输出情况:
IMG_20200609_202512.jpg

图4 输入和输出


通过电子负载示数,输出电流达到了17A。
下面使用示波器测试SIC-MOSFET管子的相关波形,电流探头一直测量电感电流。
首先,测量下管驱动波形Vgs和电感电流:
黄色  ----->  驱动波形
蓝色  ----->  电感电流
20200609203142.png

图5 下管驱动和电感电流

然后,测量上管驱动波形和电感电流:
黄色  ----->  驱动波形
蓝色  ----->  电感电流
20200609203159.png


图6 上管驱动和电感电流


从图5和图6看出,该评估板的设计真的很棒,在电流17A的情况下,MOSFET的驱动波形很好、很干净。

接下来,我们测一测VDS波形:


首先,测量下管的VDS和电感电流:
黄色  ----->  Vds
蓝色  ----->  电感电流
20200609203317.png

图7 下管VDS和电感电流

然后,测量上管的VDS和电感电流:
黄色  ----->  Vds
蓝色  ----->  电感电流
20200609203512.png

图8 上管VDS和电感电流

从图7和图8看出,MOSFET的VDS就不怎么好了,尖峰电压很高,并且上管的尖峰比下管的要高很多。现在的测试中输入电压只是48V,最大尖峰也才120多V,对于1200V耐压的SIC来说是绝对的安全,但是当输入电压是400V或者800V时,可能就比较危险了。所以在设计时需要注意尖峰的抑制。

补充一下,所有波形的测试是去掉了鳄鱼夹,使用接地弹簧就近测量的,探头的被干扰情况是很小的。

IMG_20200610_105008.jpg                IMG_20200609_201658.jpg

最后,经过了半个小时的带载实验,在自然散热的情况下,测量了SIC-MOSFET的温度:

FLIR00005.jpg


对于40mR导通电阻Ron的SIC-MOSFET来说,17A的电流发热量还是挺大,在实际应用中需要加强散热才可以。不过,1200V的SIC-MOSFET并不适合做低压大电流的应用,这里才是48V的测试,属于大材小用了。该SIC器件应该是适用于高电压、电流10-20A的场合。本次测试的PWM频率是50KHZ,但它的能力绝对不止此,后面有机会提高频率试试,比如100KHZ、200KHZ、250KHZ等等。




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2020-6-10 11:04:53   评论 分享淘帖
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2020-6-10 17:07:06 评论

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