碳化硅MOSFET并联运作提升功率输出

碳化硅（SiC）MOSFET并行连接能够将所处理的功率分配并且形成能承载更大功率的设备，目的在于提升输出电流的容量。由于这些并联并不受热不稳定性的影响，它们的组合应用通常比其他过时的元器件更易于实施和处理。在正常条件下，几个并联运行的单元通常能进行良好的运行，然而，在与温度、电流和工作频率相关的异常事件中，运行状态可能变得极端，因此，必须采取一定的预防措施来创造防错电路，以充分利用功率设备并联连接带来的优势。

 

并联连接碳化硅MOSFET应考虑的因素

 

在实际应用中，当电源设备具有相同的电气特性以及相同的静态和动态行为时，就可以进行并联。然而，实际上，即使是同一模型的多个MOSFET之间，都可能存在一些微小差异，有可能触发暂时的电压尖峰和电流分布的不平衡。这个问题可能导致高电力损失，电路过热甚至电子组件的损坏。因此，设计师需要设计电路，以便在所有工作条件下，电流在所有同类电源设备上都能保持平衡和均匀。

 

 

通道电阻(RDS(on))是MOSFETs的一个基本参数，影响操作因素，例如元器件的消耗、最大通流电流、系统效率和传导损失。碳化硅（SiC）MOSFET的RDS(on)参数对温度非常敏感，因此在设计带有并联设备的电路时必须小心。

 

不平衡分析

 

当MOSFET开启时，小电流通过并联的电子开关，在激活电阻成反比的情况下通过。显然，电阻最低的设备引导通过更大的电流。然而，越过碳化硅（SiC）MOSFET具有正向温度补偿的特性，电路中会自然形成更自然的平衡，将元件热损坏的程度降至最低。电流不平衡可能在过渡期间出现，特别是在上电和断电时。

 

防止振荡现象

 

振荡是改变设备正确工作的高频信号。MOSFET的特殊构造，构成了一个谐振电路，具有电容（C）和电感（L）。这两个元素都是明显的寄生元件。如果没有外部的阀栅极电阻，谐振电路的Q因子将会非常高。这会在“栅极”和“源极”之间产生重要的振荡信号，对应于“漏极”和“源极”之间的等价振荡。过高的振荡电压可能会导致MOSFET操作的误触发或中断。

 

解决方案和方案缺陷

 

现在，许多公司已经生产一些采用多个MOSFET并行连接的化硅碳（SiC）功率模块。重要的是，RDS（on） 参数会降低，就像并联电阻器连接时发生的情况一样。通常，SiC MOSFET可以在没有特殊措施的情况下进行并联，因为当它们过热时，其内部电阻会提高，尽管每个组件的固有差异，但他们分布的负载相当均匀。然而，显然的这有两个缺点：1.“栅极”容量的增加，导致SiC MOSFET的通电时间有所增加，这在高频率下是不能接受的现象。2.开关和传导损耗较高，总功率损耗较高。

 

 

碳化硅（SiC）MOSFET以其正温度系数的特性进行静态电流的共享和负反馈。如果一个设备的电流更大，那么它就会加热，相应地增加其RDS(on)。这样，过境电流降低，热失衡级别也降低。此外，他们在温度增高后切换损耗的增加非常小。最后，碳化硅（SiC）MOSFET的跨导曲线更加平滑，栅极电压的小变化对电流的影响较小，易于在多个设备间进行动态的电流共享。