【導讀】功率器件在工業和汽車係統的設計中起著決定性的作用。為了滿足這些應用的特定要求並縮短上市時間
，ROHM使用專有的微製造工藝來開發無核片上變壓器，以實現穩健的隔離，這對SiC技術尤其有用。碳化矽已被引入工業和汽車市場的廣泛應用中
，包括太陽能逆變器，所有類型的高壓電源和汽車車載電池充電器。

功率器件在工業和汽車係統的設計中起著決定性的作用。為了滿足這些應用的特定要求並縮短上市時間，ROHM使用專有的微製造工藝來開發無核片上變壓器

，以實現穩健的隔離，這對SiC技術尤其有用。碳化矽已被引入工業和汽車市場的廣泛應用中，包括太陽能逆變器，所有類型的高壓電源和汽車車載電池充電器。

圖1：無芯變壓器技術[來源：ROHM Semiconductor]

“我們所有的柵極驅動器均基於無芯變壓器技術，” ROHM Semiconductor Americas應用工程師Mitch Van Ochten說。他繼續說：“如圖1的上圖所示，它們的製造方式是內部有三個獨立的平板。左側是低壓部分，矽與您的DSP或微控製器相連。低壓部分的工作電壓為5伏
，但是如果您使用的是3.3V的微型電源，則它將接受3.3伏信號。然後在中心是擁有無鐵芯變壓器技術的我們的島嶼。這些變壓器的結構如圖1所示。它們的銅線圈初級和次級約十匝，絕緣子二氧化矽與石英非常相似。

碳化矽

電子電源電路的實現使係統更小
，更輕
，同時也為提高能源效率提供了基礎。

過guo去qu，碳tan化hua矽gui功gong率lv開kai關guan器qi件jian提ti出chu了le許xu多duo挑tiao戰zhan，這zhe些xie挑tiao戰zhan是shi傳chuan統tong電dian源yuan係xi統tong中zhong可ke以yi接jie受shou的de。在zai碳tan化hua矽gui的de早zao期qi，價jia格ge很hen高gao
，而er且qie收shou益yi仍reng然ran有you限xian。直zhi到dao最zui近jin，盡jin管guan成cheng本ben仍reng然ran很hen高gao，但dan許xu多duo公gong司si仍reng專zhuan注zhu於yu太tai陽yang能neng功gong率lv調tiao節jie以yi及ji真zhen正zheng受shou益yi於yu碳tan化hua矽gui的de其qi他ta一yi些xie功gong率lv轉zhuan換huan應ying用yong。隨sui著zhe新xin技ji術shu的de出chu現xian

，性xing能neng和he成cheng本ben不bu斷duan提ti高gao。現xian在zai價jia格ge已yi經jing急ji劇ju下xia降jiang，電dian動dong汽qi車che市shi場chang正zheng朝chao著zhe碳tan化hua矽gui果guo斷duan地di邁mai進jin
，使shi該gai技ji術shu成cheng為wei大da批pi量liang主zhu流liu應ying用yong。

“顯然，這就是我們進行大量研發工作的地方，並創造了許多新產品。我們的第四代SiC MOSFET將會真正滿足汽車行業的需求，並通過專門針對汽車應用調整和增強的最新溝槽技術
，超越某些碳化矽市場。”美洲地區總裁David Uze說道。

SiC MOSFET的正向傳導狀態中不存在少數電荷載流子
，而SiC體二極管的超低反向恢複電荷（Qrr）可減少開關損耗並提高係統的工作頻率。這些優點導致無源元件的減少，並因此導致係統的尺寸和重量的減少。SiC的導熱係數是矽的三倍，因此係統具有較低的冷卻要求。

第四代碳化矽MOSFET基於雙溝槽技術。與新型芯片的當前MOSFET相比，它的導通電阻（Rds（ON））降低了約40％，並且由於采用了新型MOSFET器件的電容設計，開關損耗顯著降低了25％到40％以上。這些還包括降低了來自人體懷疑反向恢複過程的反向恢複電流，這也意味著在開關期間寄生導通的最小風險。

電源電路設計人員還將發現在半橋配置下的開關過程中反向恢複電流大大降低
，這歸因於CGD/ C的提高，在高dv / dt速度下沒有MOSFET的寄生導通。第四代芯片設計中內置了GS電容比。

門極驅動器

隨著串式逆變器取代中央逆變器，電力電子領域（尤其是功率轉換領域）的de效xiao率lv不bu斷duan提ti高gao。過guo渡du使shi電dian動dong汽qi車che可ke以yi更geng快kuai地di充chong電dian，並bing支zhi持chi相xiang關guan的de電dian動dong汽qi車che係xi統tong，例li如ru牽qian引yin逆ni變bian器qi和he運yun動dong控kong製zhi。為wei了le使shi電dian源yuan能neng夠gou提ti供gong更geng高gao的de功gong率lv水shui平ping，同tong時shi占zhan用yong更geng少shao的de電dian路lu板ban空kong間jian
，必bi須xu增zeng加jia集ji成cheng度du。共gong模mo瞬shun變bian抗kang擾rao度du（CMTI）是一個重要參數，也是決定柵極驅動器魯棒性的關鍵因素。較高的CMTI值意味著隔離式柵極驅動器可用於具有高開關頻率的應用中。

BM6112FV-C是ROHM Semiconductor的最新解決方案。它是一款隔離驅動器，具有3750 VRMS的隔離電壓
，150 ns的I / O延遲時間
，並集成了各種功能，包括故障信號輸出
，就緒信號輸出
，欠壓鎖定（UVLO）
，短路保護（SCP），主動的米勒鉗製，輸出狀態反饋（OSFB）和溫度監控器功能。

“zheshiwomendianliuzuidadezhajiqudongqi
，womenxiangxinshiyejiedianliuzuidadequdongqizhiyi，zaixuduoqingkuangxia，zhezhonggaodianliuxiaochulezaizhajiqudongqihegonglvqijianzhijianfangzhihuanchongjidexuyao
，bingqiehaibaokuoyigeyouyuanmileqianwei，youzhuyufangzhiqiaodelingyibancuowukaiqi。tadeqitagongnengzhiyishiwendujiankongqi。yinci，cifangfadegongzuofangshishidianyuanmokuaibenshentongchangjiangbaohanyigeNTC熱敏電阻，或者您可以使用串聯二極管串
，並監視電源設備的溫度，然後將該信號帶到次級端，在此我們對其進行更改進入PWM，然後我們通過隔離變壓器耦合回初級。然後
，在您的軟件中
，您的DSP或微控製器會測量PWM並bing解jie釋shi該gai溫wen度du以yi了le解jie底di板ban溫wen度du

，以yi便bian您nin采cai取qu適shi當dang的de措cuo施shi來lai加jia快kuai冷leng卻que速su度du或huo限xian製zhi占zhan空kong比bi，無wu論lun您nin需xu要yao采cai取qu什shen麼me措cuo施shi來lai保bao持chi受shou控kong狀zhuang態tai。我wo們men還hai包bao括kuo一yi種zhong稱cheng為wei輸shu出chu狀zhuang態tai反fan饋kui的de安an全quan功gong能neng。” Mitch Van Ochten說。

該柵極驅動器具有兩個隔離類別：2500 VRMS和3750 VRMS。每個部件在該隔離電壓下測試60秒。“我們認為這種無芯變壓器技術優於其他兩種常見方法。我們保證所有部件在一次側和二次側之間都能承受每微秒100 kV的共模電壓。這大約是某些光隔離驅動器提供的兩倍。” Mitch說。

電子係統繼續為汽車應用中引入的新功能做出貢獻。對於必須滿足嚴格的CMTI要求的所有解決方案，無芯變壓器技術都非常有趣。無芯變壓器技術非常強大，可以輕鬆地與創新的數字控製功能結合使用。

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