【摘 要】
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随着材料技术的发展,碳化硅(Silicon Carbide,SiC)材料应运而生,SiC半导体器件具有的优异性能决定其适合于高频、高效率和高温环境,得了广泛的应用。经过多年的发展,SiC器件无论是从器件结构方面还是工艺优化方面,都取得了很大的进展。目前现有SiC的功率器件由于单体容量有限,在中大功率的应用中需要通过将器件单体进行并联,由于并联器件的阈值电压、驱动延迟等不一致的原因,使得并联器件的开
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随着材料技术的发展,碳化硅(Silicon Carbide,SiC)材料应运而生,SiC半导体器件具有的优异性能决定其适合于高频、高效率和高温环境,得了广泛的应用。经过多年的发展,SiC器件无论是从器件结构方面还是工艺优化方面,都取得了很大的进展。目前现有SiC的功率器件由于单体容量有限,在中大功率的应用中需要通过将器件单体进行并联,由于并联器件的阈值电压、驱动延迟等不一致的原因,使得并联器件的开关过程不能完全同步,SiC器件其开关速度较快,很短的开启和关断时刻偏差就会造成电流分配的极大差异,因此对SiC器件的并联均流研究非常重要。文中首先对导致功率器件并联不均流的若干因素进行了讨论,讨论了各个因素对于并联不均流程度的影响过程,并以数学公式的形式分析了并联不均流对功率器件带来的其他影响。随后提出了一种对于宽禁带器件SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)并联的新型无源均流电路,新型均流电路以差模电流互感器为核心,配合磁芯退磁电路组成了完整的无源均流电路。文中分析了均流电路的均流原理,公式推导得出新型均流电路中各个关键器件参数的计算方法。通计算方法计算出符合实验条件的器件参数将计算得出的器件参数带入仿真软件中搭建的仿真模型,在仿真软件中验证新型均流电路的有效性和理论推导的正确性。并在仿真软件进行了对比仿真对比了同步BUCK在加入均流电路和未加均流电路两种情况下的电路效率。本文最后设计了一台基于同步BUCK电路拓扑的均流电路样机,利用文中的理论推导结果计算了实验参数进行验证,实验结果表明,本文所设计的新型均流电路能够较好的实现并联器件的均流,同时验证了新加入的均流电路对原电路效率的影响。新型均流电路结构简单,能够适应多种形式的并联结构,具有较高的稳定性。为功率器件并联应用提供了一种可靠有效的解决方案。
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