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      工業設備輔助電源驅動用的SiC電源解決方案


        來源: 21IC中國電子網 時間:2018-07-26 編輯:思楊
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      包括光伏逆變器、電氣驅動裝置、UPS及HVDC在內的功率轉換系統,需要柵極驅動器、微控制器、顯示器、傳感器及風扇來使系統正常運行。這類產品需要能夠提供12V或24V低電壓電源的輔助電源。輔助電源則需要輸入通常工業設備所使用的三相400/480V AC電源、或太陽能光伏逆變器所使用的高電壓DC電源才能工作。本文將介紹融入了ROHM的SiC技術優勢且設計簡單、性價比高的電源解決方案。

      小型輔助電源用SiC MOSFET

      圖1是輔助電源所用的普通電路。在某些輸入電壓條件下,MOSFET的最高耐壓需要達到1300V。為了確保安全,需要一定的電壓余量,因此一般來講至少需要使用額定電壓1500V的產品。當然也可以使用具有同樣絕緣擊穿電壓的Si MOSFET,但損耗將變大,故而需要昂貴且厚重的散熱器。
       

       
      圖1. 普通反激式轉換器方式的輔助電源拓撲

       

      另外還有使用更復雜的拓撲結構(雙端反激式轉換器方式、低電壓器件串聯等)而不使用1500V MOSFET的做法。但是,這些做法不僅會增加設計難度,還會使部件數量增加。

      如果使用特定導通電阻僅為1500V Si-MOSFET的1/2(參見圖2)的1700V SiC-MOSFET,則輔助電源的設計者們將能夠使用簡單的單端反激式轉換器的拓撲,從而獲得小巧的身材和良好的性能。ROHM擁有完全塑封的TO-3PFM封裝以及表面貼裝型封裝(TO-268-2L)技術,并提供適用于此類應用的高耐壓SiC-MOSFET。這些產品的特點是分別可確保5mm和5.45m的爬電距離。

       

       

      圖2. 特定導通電阻條件下的Si和SiC MOSFET性能比較

       

      極具性價比且實現SiC單端反激式拓撲結構的控制IC

      采用了SiC-MOSFET的反激式轉換器的輔助電源解決方案,因采用了ROHM的控制IC而更具魅力和吸引力。這種控制IC的設計利用反激式轉換器安全可靠地驅動SiC-MOSFET,而且不會因柵極驅動器IC而變得復雜。

      ROHM針對目前可入手的幾款SiC-MOSFET,開發出特別滿足各元器件柵極驅動所需條件的準諧振AC/DC轉換器控制IC“BD768xFJ”并已實施量產。這款控制IC與ROHM的1700V耐壓SiC-MOSFET相結合,可以最大限度地發揮產品的效率與性能。BD768xFJ不僅可控制所有的反激式電路,還能夠以適當的柵極電壓驅動SiC-MOSFET,從而保證最佳性能。此外,還可通過柵極箝位功能和過載保護功能來保護SiC-MOSFET。
      BD768xFJ這款控制IC,采用小型SOP8-J8封裝,具備電流檢測用的外置分流電阻和過負載、輸入欠壓、輸出過電壓保護等保護功能以及軟啟動等功能。搭載了準諧振開關,以在全部工作范圍內將EMI抑制在最低水平,并降低開關損耗。另外,為了優化在低負載范圍的工作,控制器還安裝了突發模式工作和降頻功能。

      下圖中是采用了BD768xFJ控制IC和ROHM生產的1700V耐壓SiC-MOSFET的輔助電源的主要電路,簡單而又高性能。

       

       
      圖3. 使用了BD768xFJ控制IC和1700V耐壓SiC-MOSFET的輔助電源電路

      使用了SiC-MOSFET的輔助電源的性能

      關鍵詞:設備 SIC 電源    瀏覽量:18551

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