碳化硅技术评估平台
英飞凌设计的平台，旨在通过 to247 3 和 4 引脚中的 eicedriver ic 和 coolsic™ mosfet 突出 sic 器件的性能。
的评价平台主板双极供给1edc60h12ah和驱动板v2 - -米勒钳位1edc20i12mh用1200v的coolsic™mosfet在to247 3针/ 4针imz120r045m1备件如驱动板v1汇集一起。一是避免寄生开关，二是获得双极电源。该板的最大工作电压为 800 v，脉冲电流为 130 a。
英飞凌的 coolsic™ mosfet具有 4.5v 的典型栅源阈值电压。推荐的栅极上电电压为+15v，推荐的关断电压为0v。要评估具有负关断栅极电压的 coolsic™ mosfet 的性能，1edc60h12ah 提供的双极电源就足够了。
栅极驱动电压范围为 -5v 至 +20v，通过 sma-bnc 进行连接并通过可选的同轴分流器进行电流测量。散热器的设计允许在各种温度下进行测试。
英飞凌选择的模块化方法允许它使用其他控制屏蔽进行扩展。
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碳化硅控制技术
碳化硅 (sic) 器件越来越多地用于对尺寸、重量和效率有严格要求的高压功率转换器，因为与常用的硅 (si) 相比，它们具有许多有趣的特性。
与基于 igbt 和 mosfet 等开关的传统硅 (si) 相比，碳化硅 mosfet 具有许多优点，例如低栅极电荷水平、能够实现高开关电压、不依赖于温度的低开关损耗。坚固的 sic 开关是 llc 和 zvs 转换器等开关拓扑的理想选择。碳化硅技术可以在高达 1,700 v 的电压下运行。因此，碳化硅器件几乎完全取代了能源、工业和运输领域的硅绝缘栅双极晶体管 (igbt)。
所有栅极驱动项目的一个关键要素是选择栅极驱动电压电平。coolsic 技术允许设计人员在 18 v 和 15 v 栅极点火电压之间进行选择。另一方面，关闭电压只需要确保设备保持安全关闭。
如此巨大的优势使 sic mosfet 成为大功率应用的有吸引力的开关晶体管，例如太阳能逆变器和非车载电动汽车 (ev) 充电器。由于特殊的沟槽结构，coolsic mosfet 提高了沟道迁移率并提高了栅极氧化层的可靠性。
coolsic mosfet 技术不仅旨在补充这种阻断电压等级的 igbt，而且还旨在补充成功的 coolmos 技术。它们采用经典的三引脚 to-247 封装以及四引脚版本的 to-247，可实现更低的开关损耗。
由于导通电阻 (r ds (on)) 对温度的依赖性非常低，mosfet 具有出色的热性能。这些器件具有坚固且稳定的体二极管，可保持极低水平的反向恢复电荷 (qrr) — 比最好的超级结 coolmos mosfet 低约 80%。换向稳健性有助于轻松实现 98% 的整体系统效率——例如，通过使用连续传导模式图腾柱功率因数校正 (pfc)。
硬件
图 1 显示了该平台的框图。该板的核心是由to247-3-pin或4-pin的s1和s2开关组成的半桥。两个 sx 均使用独立的栅极驱动器。电感l1安装在外部，不是英飞凌提供的。
图 1：评估平台框图（来源：英飞凌）
图 2：主板
图2所示的主板基本上分为两部分：右侧的主（初级）电源和左侧的（次级）电路电源。在初级侧，我们可以找到 12 v 电源（x102、x105）。半桥连接器 (x150 – x152) 位于次级侧。r102 和 r108 在 +7.5 和 +20v 之间调节驱动器电压。r105和r107在-1 v和-4.5 v之间调节负电压，+20 v和-5 v是来自dc/dc转换器g101和g104的固定电压。对于更高的温度，例如高达 175°c，散热器可与加热元件一起使用。
双极电源 1edc60h12ah 板采用 1200 v 单高侧栅极驱动器，采用 ul 认证的电流隔离，采用宽体封装，采用适用于 igbt 模块的 ct 技术。
输入逻辑引脚在 3 v 至 15 v 的宽输入电压范围内工作，使用缩放的 cmos 阈值电平以支持 3.3 v 微控制器。跨隔离屏障的数据传输是通过无芯变压器技术实现的。该系列的每个驱动器都带有逻辑输入和驱动器输出欠压锁定 (uvlo) 和主动关断功能。为确保 igbt 的正确开关，该器件配备了独立的输入和输出欠压锁定。对于双极电源，驱动器通常在 vcc2 处以 15 v 的正电压和 gnd2 处与 igbt 发射极相关的 -8 v 负电压工作。由于 igbt 的输入电容（图 3 和 4）产生额外电荷，负电源有助于防止动态开启。
图 3：采用 1edc60h12ah 的双极电源应用示例
图 4：双极电源 1edc60h12ah 和米勒钳位 1edc20i12mh 板
另一块板基于 1edc20i12mh：1200 v 单高侧栅极驱动器 ic，具有 ul 认证的电流隔离、有源米勒钳位和短路钳位。它与无芯变压器进行电流隔离，适合在高环境温度和快速开关应用中运行。它在 ul 1577 下得到认可，绝缘测试电压为 viso = 3000 v (rms)，持续 1 秒。
驱动器的典型正电源电压在 vcc2 处为 15v。使用有源米勒钳位功能可以防止 igbt 异常动态开启，其中 clamp 输出直接连接到 igbt 栅极（图 4 和 5）。
图 5：使用米勒钳位 1edc20i12mh 的布局示意图（来源：英飞凌）
为了测量 mosfet 漏极电流，英飞凌建议根据测试设备和测量仪器的 rds(on) 使用图 6 所示的具有高带宽和电阻的同轴分流器。
图 6：同轴分流器（来源：英飞凌）
操作
测试所需的工具是提供 +12 v 的辅助电源、pwm 函数发生器和高压电源（约 800 v）。英飞凌提供的接线图如图 7 和图 8 所示。
图 7：电源连接示意图。用于低侧 mosfet 或高侧二极管测试的半桥配置（来源：英飞凌）
图 8：电源连接示意图。用于高端 mosfet 或低端二极管测试的半桥配置（来源：英飞凌）
将随附的板安装到主板上后，将跳线设置为所需的电源电压。操作需要在平台上焊接 dut 和同轴分流器，并连接电源（vdc 高达 800 v）、辅助电源 12 v、函数发生器（用于双脉冲）和负载电感器。然后，通过施加 12 v 和双脉冲打开；和高压逐渐达到所需的水平。关闭：关闭高压电源；然后关闭辅助电源和函数发生器。
驱动板 v1 – 双极电源 1edc60h12ah 可以从 +15v 到 -5v 供电，防止在恶劣环境中寄生返回。驱动板 v2 – 米勒钳位 1edc20i12mh 使有源米勒钳位接地 vgs 为 0v。
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英飞凌的 coolsic™ mosfet具有 4.5v 的典型栅源阈值电压。推荐的栅极上电电压为+15v，推荐的关断电压为0v。要评估具有负关断栅极电压的 coolsic™ mosfet 的性能，1edc60h12ah 提供的双极电源就足够了。
栅极驱动电压范围为 -5v 至 +20v，通过 sma-bnc 进行连接并通过可选的同轴分流器进行电流测量。散热器的设计允许在各种温度下进行测试。
英飞凌选择的模块化方法允许它使用其他控制屏蔽进行扩展。
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碳化硅控制技术
碳化硅 (sic) 器件越来越多地用于对尺寸、重量和效率有严格要求的高压功率转换器，因为与常用的硅 (si) 相比，它们具有许多有趣的特性。
与基于 igbt 和 mosfet 等开关的传统硅 (si) 相比，碳化硅 mosfet 具有许多优点，例如低栅极电荷水平、能够实现高开关电压、不依赖于温度的低开关损耗。坚固的 sic 开关是 llc 和 zvs 转换器等开关拓扑的理想选择。碳化硅技术可以在高达 1,700 v 的电压下运行。因此，碳化硅器件几乎完全取代了能源、工业和运输领域的硅绝缘栅双极晶体管 (igbt)。
所有栅极驱动项目的一个关键要素是选择栅极驱动电压电平。coolsic 技术允许设计人员在 18 v 和 15 v 栅极点火电压之间进行选择。另一方面，关闭电压只需要确保设备保持安全关闭。
如此巨大的优势使 sic mosfet 成为大功率应用的有吸引力的开关晶体管，例如太阳能逆变器和非车载电动汽车 (ev) 充电器。由于特殊的沟槽结构，coolsic mosfet 提高了沟道迁移率并提高了栅极氧化层的可靠性。
coolsic mosfet 技术不仅旨在补充这种阻断电压等级的 igbt，而且还旨在补充成功的 coolmos 技术。它们采用经典的三引脚 to-247 封装以及四引脚版本的 to-247，可实现更低的开关损耗。
由于导通电阻 (r ds (on)) 对温度的依赖性非常低，mosfet 具有出色的热性能。这些器件具有坚固且稳定的体二极管，可保持极低水平的反向恢复电荷 (qrr) — 比最好的超级结 coolmos mosfet 低约 80%。换向稳健性有助于轻松实现 98% 的整体系统效率——例如，通过使用连续传导模式图腾柱功率因数校正 (pfc)。
硬件
图 1 显示了该平台的框图。该板的核心是由to247-3-pin或4-pin的s1和s2开关组成的半桥。两个 sx 均使用独立的栅极驱动器。电感l1安装在外部，不是英飞凌提供的。
图 1：评估平台框图（来源：英飞凌）
图 2：主板
图2所示的主板基本上分为两部分：右侧的主（初级）电源和左侧的（次级）电路电源。在初级侧，我们可以找到 12 v 电源（x102、x105）。半桥连接器 (x150 – x152) 位于次级侧。r102 和 r108 在 +7.5 和 +20v 之间调节驱动器电压。r105和r107在-1 v和-4.5 v之间调节负电压，+20 v和-5 v是来自dc/dc转换器g101和g104的固定电压。对于更高的温度，例如高达 175°c，散热器可与加热元件一起使用。
双极电源 1edc60h12ah 板采用 1200 v 单高侧栅极驱动器，采用 ul 认证的电流隔离，采用宽体封装，采用适用于 igbt 模块的 ct 技术。
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图 4：双极电源 1edc60h12ah 和米勒钳位 1edc20i12mh 板
另一块板基于 1edc20i12mh：1200 v 单高侧栅极驱动器 ic，具有 ul 认证的电流隔离、有源米勒钳位和短路钳位。它与无芯变压器进行电流隔离，适合在高环境温度和快速开关应用中运行。它在 ul 1577 下得到认可，绝缘测试电压为 viso = 3000 v (rms)，持续 1 秒。
驱动器的典型正电源电压在 vcc2 处为 15v。使用有源米勒钳位功能可以防止 igbt 异常动态开启，其中 clamp 输出直接连接到 igbt 栅极（图 4 和 5）。
图 5：使用米勒钳位 1edc20i12mh 的布局示意图（来源：英飞凌）
为了测量 mosfet 漏极电流，英飞凌建议根据测试设备和测量仪器的 rds(on) 使用图 6 所示的具有高带宽和电阻的同轴分流器。
图 6：同轴分流器（来源：英飞凌）
操作
测试所需的工具是提供 +12 v 的辅助电源、pwm 函数发生器和高压电源（约 800 v）。英飞凌提供的接线图如图 7 和图 8 所示。
图 7：电源连接示意图。用于低侧 mosfet 或高侧二极管测试的半桥配置（来源：英飞凌）
图 8：电源连接示意图。用于高端 mosfet 或低端二极管测试的半桥配置（来源：英飞凌）
将随附的板安装到主板上后，将跳线设置为所需的电源电压。操作需要在平台上焊接 dut 和同轴分流器，并连接电源（vdc 高达 800 v）、辅助电源 12 v、函数发生器（用于双脉冲）和负载电感器。然后，通过施加 12 v 和双脉冲打开；和高压逐渐达到所需的水平。关闭：关闭高压电源；然后关闭辅助电源和函数发生器。
驱动板 v1 – 双极电源 1edc60h12ah 可以从 +15v 到 -5v 供电，防止在恶劣环境中寄生返回。驱动板 v2 – 米勒钳位 1edc20i12mh 使有源米勒钳位接地 vgs 为 0v。
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