羅姆SiC評估板測評：基于碲化鎘弱光發(fā)電玻璃的高效功率變換技術(shù)研究
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感謝ROHM公司提供的P02SCT3040KR-EVK-001評估板，有幸參與評估板的測試。拿到評估板的第一感覺(jué)就是扎實(shí)，評估板四層PCB的板子厚度達到了30mm；高壓區域也有明顯的標識。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/202203/432171.htm
隨箱附贈了四顆SiC MOSFET，分別是TO247-3封裝的SCT3040KL和TO247-4封裝的SCT3040KR，器件都是1200V、55A的管子，驅動(dòng)電壓可以達到22V和-4V，推薦驅動(dòng)電壓是18V和0V，這個(gè)相比于現有的需要負壓關(guān)斷的SiC而言，可以簡(jiǎn)化電源結構，好評。
由于SiC MOSFET的導通關(guān)斷時(shí)間會(huì )相對較短，因為采用開(kāi)爾文源極的封裝，可以消除功率電流回路對驅動(dòng)回路的干擾，減小振蕩，降低驅動(dòng)損耗。對于提升SiC MOSFET的可靠性。該套評估板在設計時(shí)候提供了兩類(lèi)封裝的安裝位置，方便比較兩類(lèi)封裝的差別。
首先看一下控制信號的邏輯關(guān)系，該評估板提供了兩種信號控制方式，Single-CLK和Dual/DP-CLK兩種輸入，利用JP201接線(xiàn)端進(jìn)行選擇。
Single-CLK模式是，僅需要將EMABLE引腳使能，給IN_CLK輸入驅動(dòng)信號即可，通過(guò)圖中的邏輯轉換生成HS和LS的驅動(dòng)信號，而且通過(guò)加入RC電路實(shí)現延遲觸發(fā)，提供驅動(dòng)信號的死區時(shí)間。
下圖為Single-CLK模式下的驅動(dòng)電壓測試波形。其中Ch1：Vgs_LS，Ch2：Vgs_HS，Ch4：IN_CLK。測試頻率從20kHz測試到200kHz，驅動(dòng)信號上升沿到驅動(dòng)電壓Vgs_HS的上升沿時(shí)間間隔為1.7μs。
Single-CLK的出廠(chǎng)的死區時(shí)間大約為300ns。
此外實(shí)際測試中也發(fā)現，在采用Single-CLK的控制模式，由于HS和LS是經(jīng)過(guò)延遲觸發(fā)生成的，所以在INCLK沒(méi)有信號輸入時(shí)，LS的驅動(dòng)電壓是一直導通的狀態(tài)。
下面測試一下，Dual/DP-CLK模式的信號輸入。在使用Dual/DP-CLK模式下，需要通過(guò)H(L)S_ALOW和IN_H(L)_CLK共同控制，在手冊中的描述為：
所以，這里可以使用兩種控制模式，一是ALOW直接默認下拉，IN_H_CLK輸入高電平，HS導通，相當于正邏輯控制；另一種是ALOW接到”H”電平，IN_H_CLK在低電平時(shí)HS導通，此時(shí)IN_H_CLK相當于反邏輯控制。
下圖是ALOW下拉，IN_H(L)_CLK輸入驅動(dòng)信號后的輸出驅動(dòng)電壓。其中Ch1：Vgs_LS，Ch2：Vgs_HS，Ch3：IN_L_CLK，Ch4：IN_H_CLK。
看了一下信號延遲，在直接用IN_H(L)_CLK輸入驅動(dòng)信號下，傳輸延遲時(shí)間在400ns左右。
下面是才采用反邏輯的驅動(dòng)測試，這也是手冊推薦在做雙脈沖采用的控制方式。Ch1：Vgs_LS，Ch3：IN_L_CLK。開(kāi)通和關(guān)斷過(guò)程的傳輸延遲有所增加，達到近1μs的時(shí)間。
在實(shí)際測試的時(shí)候發(fā)現，如果采用這種ALOW和IN_H(L)_CLK的驅動(dòng)邏輯，會(huì )存在上下橋臂直通的現象。包括IN_H_CLK和IN_L_CLK的輸入信號一致、IN_H_CLK和IN_L_CLK存在信號重疊部分時(shí)，都會(huì )導致半橋橋臂直通的現象。
針對上面的問(wèn)題，查看了一下驅動(dòng)信號的邏輯控制電路，發(fā)現在產(chǎn)生給后級驅動(dòng)芯片BM6101FV-CE2的INA引腳的INA_HS和INS_LS的信號是經(jīng)過(guò)多次與非運算得到的，其信號邏輯是 和 ，所以在輸入信號完全一致相同時(shí)，會(huì )導致INA引腳信號直接的拉低，因此Dual/DP-CLK模式只適合單器件工作控制。
因為時(shí)間較為倉促，只進(jìn)行了先相關(guān)驅動(dòng)電路的測試，后續也將針對ROHM的SiC MOSFET器件性能和評估板的運行保護功能做更為詳盡的測試。非常感謝ROHM公司提供的P02SCT3040KR-EVK-001評估板，為后續應用SiC MOSFET器件進(jìn)行產(chǎn)品設計，提供參考和設計經(jīng)驗，讓我們對SiC MOSFET器件的性能有了更為直觀(guān)的體驗。
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