【導讀】本SiC FET用戶指南介紹了使用含快速開關SiC器件的RC緩衝電路的實用解決方案和指南。該解決方案經過實驗性雙脈衝測試（DPT）結果驗證。緩衝電路損耗得到精確測量，可協助用戶計算緩衝電路電阻的額定功率。本指南還在UnitedSiC_AN0018《開關含緩衝電路的快速SiC FET應用說明》中分析了緩衝電路對硬開關和軟開關應用的有益影響。

【圖1.DPT示意圖，硬開關(a)和軟開關(b)中都有RC緩衝電路】

雙脈衝測試器（DPT）采用半橋結構，有電感負載。圖1“DPT示意圖，硬開關(a)和軟開關(b)中都有RC緩衝電路”是簡化的示意圖。當被測試器件（DUT）打開或關閉時
，旁路電容器Cd提供瞬態能量，以便轉換高側（HS）和低側（LS）器(qi)件(jian)的(de)電(dian)流(liu)方(fang)向(xiang)。這(zhe)是(shi)瞬(shun)態(tai)功(gong)率(lv)回(hui)路(lu)。旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)器(qi)應(ying)設(she)計(ji)在(zai)半(ban)橋(qiao)布(bu)局(ju)附(fu)近(jin)，以(yi)降(jiang)低(di)瞬(shun)態(tai)功(gong)率(lv)回(hui)路(lu)中(zhong)的(de)寄(ji)生(sheng)電(dian)感(gan)。在(zai)被(bei)測(ce)試(shi)器(qi)件(jian)的(de)打(da)開(kai)瞬(shun)態(tai)中(zhong)
，一(yi)旦(dan)完(wan)成(cheng)換(huan)向(xiang)，穩(wen)態(tai)的(de)電(dian)流(liu)就(jiu)從(cong)直(zhi)流(liu)鏈(lian)路(lu)電(dian)容(rong)器(qi)流(liu)出(chu)，為(wei)負(fu)載(zai)電(dian)感(gan)器(qi)L充chong電dian，然ran後hou再zai經jing過guo被bei測ce試shi器qi件jian返fan回hui直zhi流liu鏈lian路lu大da容rong量liang電dian容rong器qi。這zhe是shi穩wen態tai功gong率lv回hui路lu。當dang被bei測ce試shi器qi件jian關guan閉bi時shi
，二er極ji管guan變bian為wei前qian向xiang偏pian壓ya，且qie電dian感gan器qi電dian流liu流liu經jing二er極ji管guan和he電dian感gan器qi（續流回路）。為避免高dvdt誘發快速SiC器件打開，使用隔離的柵極驅動器和隔離的電源抑製高dvdt在柵極信號路徑中誘發的共模噪音。這裏提供了兩個緩衝電路情形。有關詳情，請訪問https://unitedsic.com/appnotes/Snubber%20AppNotes_V8.pdf
，參閱緩衝電路應用說明UnitedSiC_AN0018。

在設計總線緩衝電路時
，Rd設計師應該注意Rd中的總能量耗散以免過熱。

SiC FET Usage Table UJ3C and UF3C/SC Devices

在硬開關半橋應用中使用第三代產品的說明：

1. UF3CxxxyyyK4S效率最高。建議使用緩衝電路改善電磁幹擾。

2. 搭配緩衝電路的UF3CxxxyyyK3S是3L應用的快速解決方案。用於硬開關時，采用3端子封裝的UF係列必須使用緩衝電路。

在軟開關半橋應用（LLC、PSFB等）中使用第三代產品的說明：

3. D2PAK-7L、TO247-4L效率最高
，即使搭配緩衝電路電容器（無Rs）也是如此。

4.UJ3CxxxyyyK3S不需要緩衝電路。在RDS(on)>80m時，UJ3CxxxyyyK3S能非常好地平衡電磁幹擾與效率。

5.含Cds電容器的總線緩衝電路通常具有出色的表現與波形。

SiC FET Usage Table UJ4C/SC Devices

在硬開關半橋應用中使用第四代產品的說明：

1. 所有UJ4C器件都是在搭配2.5Ω，100nF的總線緩衝電路時測量的。

2. 所有UJ4CxxxK3S器件都需要搭配2.5Ω，100nF的總線緩衝電路或推薦的器件緩衝電路。

3. 如果開關電流超過20A
，則需要器件緩衝電路。也可以選擇搭配純電容緩衝電路的總線緩衝電路

，但是會導致過衝較高。

【圖2：長引腳與短引腳的對比，通孔器件的引腳必須完全插入，以盡量減小電感】

緩衝電路設計指南

本SiC FET用戶指南介紹了使用含快速開關SiC器件的RC緩衝電路的實用解決方案和指南。該解決方案經過實驗性的雙脈衝測試（DPT）結(jie)果(guo)驗(yan)證(zheng)。緩(huan)衝(chong)電(dian)路(lu)損(sun)耗(hao)得(de)到(dao)精(jing)確(que)測(ce)量(liang)，可(ke)協(xie)助(zhu)用(yong)戶(hu)計(ji)算(suan)緩(huan)衝(chong)電(dian)路(lu)電(dian)阻(zu)的(de)額(e)定(ding)功(gong)率(lv)。本(ben)指(zhi)南(nan)還(hai)分(fen)析(xi)了(le)緩(huan)衝(chong)電(dian)路(lu)對(dui)硬(ying)開(kai)關(guan)和(he)軟(ruan)開(kai)關(guan)應(ying)用(yong)的(de)有(you)益(yi)影(ying)響(xiang)。名(ming)為(wei)“開關含緩衝電路的快速SiC FET”的應用說明對本用戶指南的內容進行了補充
，要閱讀該說明
，請訪問https://unitedsic.com/wp-content/uploads/2019/11/Snubber-AppNotes_V8.pdf。

有關更多緩衝電路指南
，請訪問https://info.unitedsic.com/fet-design-tips

基本假設：

1. Rgon：盡量減小Qrr，以降低Eon。

2. Rgoff：值很小，因而VGS波形更好。UFK3S需要Rgoff較高
，以避免振蕩。可以為零。

3. 共源共柵Rg對打開didt有巨大影響，而對dvdt的影響有限。

4. dvdt會被緩衝電路影響。

指南：

【說明：在軟開關（ZVS）應用中使用緩衝電路Cs可以大幅降低Eoff。】

物料清單：

說明：

1.  “C0G”陶瓷電容器在溫度和電壓變化時電容最穩定。

2.  KEMET的X8G HV ClassI絕緣體的最高工作溫度可達150°C，采用最新的高溫絕緣技術，在溫度極高的應用中和外殼應用中十分可靠。X8G的電容不隨電壓而變化，在環境溫度變化時變化極小。對於電容較高、占地較大且電容不穩定的器件而言，它是適合的替代選擇。在-55°C至+150°C下，它的電容變化僅為±30ppm/°C。KEMETX8R采用撓性端接技術，可阻止板應力傳導到剛性陶瓷體
，從而降低了撓裂風險
，撓裂可能會導致IR低或短路故障。

說明：

1.  “KTR18”電阻的額定電壓為500V
，過載電壓為1000V。

2.  “SR1206”電阻的額定電壓為200V，過載電壓為400V，絕緣耐受電壓為500V。

3. TE連接采用3540係列的SMD電阻，在2817大小的封裝中，70°C下，它可以處理4W功耗。

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