h1_key

  由于該電路是進(jìn)行同步整流工作的電路，所以我們通過(guò)仿真來(lái)探討高邊(HS)和低邊(LS)SiC MOSFET SCT2450KE的死區(qū)時(shí)間理想值，即不直通的最短時(shí)間。死區(qū)時(shí)間可以通過(guò)仿真工具的PWM控制器參數(shù)TD1(HS)和TD2(LS)來(lái)分別設(shè)置。

圖1：PFC仿真電路“A-6. PFC CCM Synchro Vin=200V Iin=2.5A”

  死區(qū)時(shí)間內(nèi)的損耗

  圖2表示死區(qū)時(shí)間內(nèi)的電流流動(dòng)情況。在橋式結(jié)構(gòu)的電路中，要防止直通電流，就需要確保足夠的死區(qū)時(shí)間長(zhǎng)度，但如果將死區(qū)時(shí)間設(shè)置得過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗增加。這是因?yàn)樵谒绤^(qū)時(shí)間內(nèi)，SiC MOSFET處于OFF狀態(tài)，因此電流會(huì)流過(guò)體二極管。通常，體二極管的導(dǎo)通損耗比較大，其導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng)，損耗越大。

圖2：死區(qū)時(shí)間內(nèi)的電流流動(dòng)情況

  死區(qū)時(shí)間和功率因數(shù)

  圖3表示死區(qū)時(shí)間長(zhǎng)度與電感電流IL之間的關(guān)系。如果死區(qū)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，低電壓區(qū)域可能會(huì)變?yōu)閿嗬m(xù)工作狀態(tài)，電感電流波形可能會(huì)失真，功率因數(shù)可能會(huì)惡化。因此，從功率因數(shù)的角度來(lái)看，將死區(qū)時(shí)間設(shè)置得過(guò)長(zhǎng)并非好事。

圖3：死區(qū)時(shí)間長(zhǎng)度與電感電流IL的關(guān)系

  探討理想的死區(qū)時(shí)間

  圖4表示使死區(qū)時(shí)間變化時(shí)SiC MOSFET的損耗仿真結(jié)果。

圖4：表示使死區(qū)時(shí)間變化時(shí)SiC MOSFET的損耗仿真結(jié)果

  從圖中可以看出，當(dāng)死區(qū)時(shí)間在50ns以下時(shí)，損耗會(huì)因流過(guò)直通電流而急劇增加。反之，當(dāng)延長(zhǎng)死區(qū)時(shí)間時(shí)，HS SiC MOSFET的體二極管的導(dǎo)通時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)，因此在這種條件下?lián)p耗也會(huì)增加。SiC MOSFET的損耗最小時(shí)，正是死區(qū)時(shí)間最短(沒(méi)有直通電流)時(shí)，在本例中為100ns時(shí)。但是，由于開(kāi)關(guān)速度會(huì)隨溫度和批次差異等因素而波動(dòng)，因此通常需要留100ns左右的余量。也就是說(shuō)，在這種情況下，200ns是理想的死區(qū)時(shí)間。