Im Bereich der Leistungselektronik sind Siliziumkarbid (SiC) MOSFETs aufgrund ihrer hohen Effizienz, Hochfrequenz und Hochtemperaturleistung sehr beliebt. Doch selbst bei ausgezeichneter Leistung können SiC MOSFETs während des Schaltvorgangs Spannungsspitzen aufweisen. Dieser Artikel wird das Problem der Schaltspitzen in SiC MOSFETs aus der Perspektive professioneller Hardware-Ingenieure untersuchen und die Vorteile der Verwendung transienter Spannungsunterdrückungsdioden (TVS) zum Schutz und die Lösungen von Shanghai Leimao Electronics vorstellen.

1. Spannungsspitzen während des SiC MOSFET Schaltvorgangs

Während des schnellen Schaltens erzeugt SiC MOSFET Spannungsspitzen an beiden Enden des Geräts aufgrund seiner internen parasitären Kapazität und der parasitären Induktivität des Schaltkreises. Diese Spitzen können die maximale Nennspannung von SiC MOSFETs weit überschreiten, was zu Geräteschäden oder Leistungseinbußen führt.

Parasitische Kapazität laden und entladen: Die parasitäre Kapazität im SiC MOSFET lädt und entlädt sich während des Schaltvorgangs schnell und erzeugt Spannungsspitzen.

Parasitische Induktivität der Schaltung: Die parasitäre Induktivität der Schaltung und Komponenten erzeugt induzierte Spannung, wenn sich der Strom ändert, was das Problem der Spitzen verschärft.

Schaltgeschwindigkeit: Obwohl die hohe Schaltgeschwindigkeit des SiC MOSFET die Effizienz verbessert, erhöht es auch das Risiko von Spannungsspitzen.

2. Vorteile der Verwendung von TVS zum Schutz

Der Einsatz von TVS-Dioden zum Schutz vor Spannungsspitzen in SiC-MOSFETs ist eine wirtschaftliche und effiziente Lösung:

Erste schnelle Antwort: TVS-Dioden können bei Pikosekunden-Geschwindigkeiten auf Spannungsspitzen reagieren und Energie schnell auf den Boden leiten.

Der zweite Schutzbereich ist breit: TVS-Dioden eignen sich für mehrere Spannungsstufen und bieten umfassenden Schutz für SiC-MOSFETs.

Dritte Wirtschaftlichkeit: Im Vergleich zur Verbesserung der Widerstandsspannung von SiC-MOSFETs hat der Einsatz von TVS-Dioden geringere Kosten und ist einfacher zu integrieren.

3. Lösung von Shanghai Leimao Electronics

Shanghai Leimao Electronics, als professioneller Lieferant elektronischer Komponenten, bietet Schutzlösungen und Geräte für Spitzenspannung von SiC MOSFET-Schaltern. Unsere Produktlinie umfasst mehrere Modelle von TVS-Dioden, die speziell für hocheffiziente, hochfrequente SiC-MOSFET-Anwendungen entwickelt wurden. Die SiC MOSFET und TVS Schutzschaltung sind wie folgt:

Die obige Abbildung zeigt eine typische SiC MOSFET- und TVS-Schutzschaltung. In dieser Schaltung wird die TVS-Diode parallel zwischen Drain und Quelle des SiC MOSFET geschaltet. Wenn ein Spannungsspitze auftritt, leitet das TVS schnell, absorbiert die Spitzenenergie und schützt den SiC MOSFET vor Beschädigungen.

Die spezifische Auswahl der TVS-Modelle wird anhand der SIC MOS Vdss Spannung bestimmt: SIC MOS Vdss liegt meist über 600V. In der folgenden Liste der TVS-Modelle müssen zwei in Serie verwendet werden. Für die Auswahl eines spezifischen Schemas wenden Sie sich bitte an erfahrenes Shanghai Leimao EMC-Personal.

Hier sind einige SIC MOS Produkte, die Shanghai Leimao liefern kann

4 Schutzfälle

Fall 1:

Im Energiemanagementsystem eines bestimmten neuen Energiefahrzeugs wird SiC MOSFET als Leistungsschalter eingesetzt, kombiniert mit einer Hochleistungs-TVS-Diode für den Überspannungsschutz. Durch präzises Schaltungsdesign und Parameterabgleich wurden die Effizienz und Zuverlässigkeit des Systems effektiv verbessert. Beim häufigen Starten, Beschleunigen und Laden des Fahrzeugs wurden Geräteschäden durch transiente Überspannung erfolgreich vermieden und der stabile Betrieb des Fahrzeugstromsystems sichergestellt.

Fall 2:

In einem bestimmten industriellen Frequenzumrichter wird SiC MOSFET verwendet, um eine effiziente Leistungsumwandlung zu erreichen, und TVS-Schutzeinrichtungen werden an kritischen Positionen konfiguriert. Besonders bei Motorstartstopp und plötzlichen Lastwechseln kann TVS übermäßige Spannungsspitzen schnell absorbieren, um SiC MOSFETs vor Beschädigungen zu schützen. Dieses Schema verbessert die Stabilität und Lebensdauer des Frequenzumrichters erheblich und senkt die Wartungskosten.

Fall drei:

Im Leistungsmodul einer bestimmten Kommunikationsbasisstation wird fortschrittliche SiC-MOSFET-Technologie verwendet, kombiniert mit sorgfältig ausgewählten TVS-Dioden, um Überspannungen und transienten Spannungen im Stromnetz zu bewältigen. Nach einer langen Betriebs- und Testphase schützt diese Lösung effektiv das Leistungsmodul vor den Auswirkungen rauer Netzumgebungen, stellt den kontinuierlichen und stabilen Betrieb von Kommunikationsbasisstationen sicher und verbessert die Qualität der Kommunikationsdienste.

Diese Fälle zeigen, dass die rationale Auswahl und Anwendung von SiC MOSFET- und TVS-Schutzsystemen signifikante Ergebnisse in verschiedenen elektronischen Systemen erzielen und die Systemleistung und Zuverlässigkeit verbessern kann.

5. Schlussfolgerung

Obwohl SiC MOSFETs eine überlegene Leistung aufweisen, kann das Problem von Spannungsspitzen während des Schaltvorgangs nicht ignoriert werden. Durch den Einsatz paralleler TVS-Dioden zum Schutz kann nicht nur der normale Betrieb von SiC-MOSFETs sichergestellt werden, sondern es hat auch eine höhere Wirtschaftlichkeit gegenüber der Erhöhung des Widerstandsspannungswertes. Die Schutzlösungen und Geräte von Shanghai Leimao Electronics bieten zuverlässige Garantien für die Anwendung von SiC MOSFETs.

Bitte beachten Sie, dass die oben genannten Inhalte nur zu Veranschaulichungszwecken dienen. In praktischen Anwendungen sollten Design und Auswahl auf spezifischen Schaltungsparametern und Anwendungsanforderungen basieren. Inzwischen sind die Shanghai Leimao Electronics und ihre im Artikel genannten Produkte nur Beispiele, um die Machbarkeit des Schutzplans zu veranschaulichen. In der Praxis sollten geprüfte und zuverlässige Lieferanten und Produkte ausgewählt werden.

Der Einsatz von TVS-Dioden zum Schutz vor Spannungsspitzen in SiC-MOSFETs ist eine wirtschaftliche und effiziente Lösung:

Erste schnelle Antwort: TVS-Dioden können bei Pikosekunden-Geschwindigkeiten auf Spannungsspitzen reagieren und Energie schnell auf den Boden leiten.

Der zweite Schutzbereich ist breit: TVS-Dioden eignen sich für mehrere Spannungsstufen und bieten umfassenden Schutz für SiC-MOSFETs.

Dritte Wirtschaftlichkeit: Im Vergleich zur Verbesserung der Widerstandsspannung von SiC-MOSFETs hat der Einsatz von TVS-Dioden geringere Kosten und ist einfacher zu integrieren.

3. Lösung von Shanghai Leimao Electronics

Shanghai Leimao Electronics, als professioneller Lieferant elektronischer Komponenten, bietet Schutzlösungen und Geräte für Spitzenspannung von SiC MOSFET-Schaltern. Unsere Produktlinie umfasst mehrere Modelle von TVS-Dioden, die speziell für hocheffiziente, hochfrequente SiC-MOSFET-Anwendungen entwickelt wurden. Die SiC MOSFET und TVS Schutzschaltung sind wie folgt:

Die obige Abbildung zeigt eine typische SiC MOSFET- und TVS-Schutzschaltung. In dieser Schaltung wird die TVS-Diode parallel zwischen Drain und Quelle des SiC MOSFET geschaltet. Wenn ein Spannungsspitze auftritt, leitet das TVS schnell, absorbiert die Spitzenenergie und schützt den SiC MOSFET vor Beschädigungen.

Die spezifische Auswahl der TVS-Modelle wird anhand der SIC MOS Vdss Spannung bestimmt: SIC MOS Vdss liegt meist über 600V. In der folgenden Liste der TVS-Modelle müssen zwei in Serie verwendet werden. Für die Auswahl eines spezifischen Schemas wenden Sie sich bitte an erfahrenes Shanghai Leimao EMC-Personal.

Hier sind einige SIC MOS Produkte, die Shanghai Leimao liefern kann

4 Schutzfälle

Fall 1:

Im Energiemanagementsystem eines bestimmten neuen Energiefahrzeugs wird SiC MOSFET als Leistungsschalter eingesetzt, kombiniert mit einer Hochleistungs-TVS-Diode für den Überspannungsschutz. Durch präzises Schaltungsdesign und Parameterabgleich wurden die Effizienz und Zuverlässigkeit des Systems effektiv verbessert. Beim häufigen Starten, Beschleunigen und Laden des Fahrzeugs wurden Geräteschäden durch transiente Überspannung erfolgreich vermieden und der stabile Betrieb des Fahrzeugstromsystems sichergestellt.

Fall 2:

In einem bestimmten industriellen Frequenzumrichter wird SiC MOSFET verwendet, um eine effiziente Leistungsumwandlung zu erreichen, und TVS-Schutzeinrichtungen werden an kritischen Positionen konfiguriert. Besonders bei Motorstartstopp und plötzlichen Lastwechseln kann TVS übermäßige Spannungsspitzen schnell absorbieren, um SiC MOSFETs vor Beschädigungen zu schützen. Dieses Schema verbessert die Stabilität und Lebensdauer des Frequenzumrichters erheblich und senkt die Wartungskosten.

Fall drei:

Im Leistungsmodul einer bestimmten Kommunikationsbasisstation wird fortschrittliche SiC-MOSFET-Technologie verwendet, kombiniert mit sorgfältig ausgewählten TVS-Dioden, um Überspannungen und transienten Spannungen im Stromnetz zu bewältigen. Nach einer langen Betriebs- und Testphase schützt diese Lösung effektiv das Leistungsmodul vor den Auswirkungen rauer Netzumgebungen, stellt den kontinuierlichen und stabilen Betrieb von Kommunikationsbasisstationen sicher und verbessert die Qualität der Kommunikationsdienste.

Diese Fälle zeigen, dass die rationale Auswahl und Anwendung von SiC MOSFET- und TVS-Schutzsystemen signifikante Ergebnisse in verschiedenen elektronischen Systemen erzielen und die Systemleistung und Zuverlässigkeit verbessern kann.

5. Schlussfolgerung

Obwohl SiC MOSFETs eine überlegene Leistung aufweisen, kann das Problem von Spannungsspitzen während des Schaltvorgangs nicht ignoriert werden. Durch den Einsatz paralleler TVS-Dioden zum Schutz kann nicht nur der normale Betrieb von SiC-MOSFETs sichergestellt werden, sondern es hat auch eine höhere Wirtschaftlichkeit gegenüber der Erhöhung des Widerstandsspannungswertes. Die Schutzlösungen und Geräte von Shanghai Leimao Electronics bieten zuverlässige Garantien für die Anwendung von SiC MOSFETs.

Bitte beachten Sie, dass die oben genannten Inhalte nur zu Veranschaulichungszwecken dienen. In praktischen Anwendungen sollten Design und Auswahl auf spezifischen Schaltungsparametern und Anwendungsanforderungen basieren. Inzwischen sind die Shanghai Leimao Electronics und ihre im Artikel genannten Produkte nur Beispiele, um die Machbarkeit des Schutzplans zu veranschaulichen. In der Praxis sollten geprüfte und zuverlässige Lieferanten und Produkte ausgewählt werden.