Diseño mejorado de un controlador de puerta de MOSFET de SiC con capacidad de supresión de diafonía
Autores: Hao, Jiade; Meng, Runquan; Guo, Zhuoyan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño mejorado de un controlador de puerta de MOSFET de SiC con capacidad de supresión de diafonía
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Carburo de silicio
Dispositivos SiC
Frecuencia de conmutación
Densidad de potencia
Supresión de diafonía
Accionamiento de compuerta
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Para aplicaciones de conmutación de alta frecuencia, los dispositivos de carburo de silicio (SiC) son más adecuados que los dispositivos basados en silicio, lo que es propicio para mejorar la eficiencia y la densidad de potencia de los equipos electrónicos de potencia. Sin embargo, a medida que aumenta la frecuencia de conmutación, la influencia de los parámetros parásitos en las características de conmutación de los dispositivos se hace cada vez más evidente. Cuando se aplican transistores de efecto de campo metal-óxido-semiconductor de carburo de silicio (MOSFETs) en circuitos en puente, el problema de diafonía ocurre fácilmente con la conducción complementaria de los transistores superiores e inferiores, lo que limita seriamente la promoción de los MOSFETs de SiC. Sin embargo, el circuito de accionamiento de supresión de diafonía existente tiende a aumentar la pérdida de conmutación, el retardo de conmutación y la complejidad de control; por lo tanto, se propone un accionamiento de compuerta con capacidad de supresión de diafonía. En este trabajo, el accionamiento de compuerta tiene dos características: un voltaje negativo para apagar el MOSFET de SiC; y un ajuste de la impedancia equivalente puerta-fuente. Para lograr este objetivo, se analiza el mecanismo de generación de voltaje de diafonía. Además, se analiza el principio de funcionamiento del accionamiento de compuerta y se diseñan los parámetros del accionamiento de compuerta. Finalmente, el accionamiento de compuerta propuesto se verifica mediante una simulación LTspice y una plataforma experimental. Los resultados demuestran que el accionamiento de compuerta puede suprimir el voltaje de diafonía sin afectar la velocidad de conmutación.
Descripción
Para aplicaciones de conmutación de alta frecuencia, los dispositivos de carburo de silicio (SiC) son más adecuados que los dispositivos basados en silicio, lo que es propicio para mejorar la eficiencia y la densidad de potencia de los equipos electrónicos de potencia. Sin embargo, a medida que aumenta la frecuencia de conmutación, la influencia de los parámetros parásitos en las características de conmutación de los dispositivos se hace cada vez más evidente. Cuando se aplican transistores de efecto de campo metal-óxido-semiconductor de carburo de silicio (MOSFETs) en circuitos en puente, el problema de diafonía ocurre fácilmente con la conducción complementaria de los transistores superiores e inferiores, lo que limita seriamente la promoción de los MOSFETs de SiC. Sin embargo, el circuito de accionamiento de supresión de diafonía existente tiende a aumentar la pérdida de conmutación, el retardo de conmutación y la complejidad de control; por lo tanto, se propone un accionamiento de compuerta con capacidad de supresión de diafonía. En este trabajo, el accionamiento de compuerta tiene dos características: un voltaje negativo para apagar el MOSFET de SiC; y un ajuste de la impedancia equivalente puerta-fuente. Para lograr este objetivo, se analiza el mecanismo de generación de voltaje de diafonía. Además, se analiza el principio de funcionamiento del accionamiento de compuerta y se diseñan los parámetros del accionamiento de compuerta. Finalmente, el accionamiento de compuerta propuesto se verifica mediante una simulación LTspice y una plataforma experimental. Los resultados demuestran que el accionamiento de compuerta puede suprimir el voltaje de diafonía sin afectar la velocidad de conmutación.