【導讀】SiC MOSFET短路時間相比IGBT短很多，英飛淩CoolSiC™ MOSFET單管保證3us的短路時間，Easy模塊保證2us的短路時間，因此要求驅動電路和的短路響應迅速而精確。今天
，我們來具體看一下這個短而精的程度。

圖1shichuantongdianxingdequdongxinpiantuibaohejianceyuanli
，xinpianneizhiyigehengliuyuan。gonglvkaiguanqijianzaimenjidianyayidingshi
，fashengduanluhou，dianliubuduanzengjia
，daozhiqijianV_CE電壓迅速提升至母線電壓
，高壓二極管被阻斷，恒流源電流向電容C_DESAT充電
，當上電容C_DESAT的電壓被恒流源充至大於比較器參考電壓後，觸發驅動器關閉輸出。這樣在每一次IGBT開通的初始瞬間，即使V_CE還沒有來得及下降進入飽和狀態，電容C_DESAT上的電壓也不會突變。恒流源將電容C_DESAT充電至比較器參考電壓需要一段時間
，這段時間我們叫它消隱時間，它直接影響了短路保護的時間。消隱時間可由下式進行計算：

U_{C_DESAT}的大小是驅動芯片設計的參考電壓決定的，把它當常數對待。從以上公式可以看出，恒流源的電流Iyueda
，chongdianshijianyueduan，duiduanludexiangyingyuekuai。suiranlilunshangjianxiaodianrongyeshikeyishixianjianshaochongdianshijiande，danshiyouyujichengzaiqudongxinpianneidehengliuyuandianliubenshenjiuhenxiao，yejiujibaigeμA
，而短路的保護通常隻有幾個μs，所以這個電容也就隻能幾百個pF。事實上電路板布線的寄生電容可能也有幾十pF，而且減小電容易受幹擾導致短路誤報。下麵我們來具體計算一下。

圖1

之前已經給出了短路時間的理論公式，但在實際應用時
，無論是恒流源電流值
、電容值還是參考電壓值都會有波動，比如溫度變化就能引起數值偏差。表1是英飛淩產品1ED020I12-F2的偏差值，把所有的這些偏差疊加一起得到如下Δt的短路時間偏差值：

表1

加上芯片裏有些係統濾波時間和響應時間，如短路時序圖2中T_DESATleb和T_DESATOUT。具體數值可以在驅動芯片的規格書裏找到
，我們就得到了相對考慮全麵的短路保護時間T_SCOUT。以1ED020I12-F2為例，T_DESATleb和T_DESATOUT分別是400ns和350ns。

圖2

因為要適配碳化矽器件的額短路保護，追求快的短路保護時間
，所以選用56pF作為C_DESAT電容
，且假設容值的偏差是10%，即+/-5.6pF。

通過以上計算可以看到，使用傳統的退飽和短路檢測，2us的短路響應時間就是一個非常極限的值了。根據經驗，電路板的布線電容可能都會由50pF呢，所以才選56pF來計算而沒有用更小值。

接下來再來看一下英飛淩的新產品1ED34XX在短路檢測時間上有怎樣的不同之處。這款產品還是退飽和短路檢測的思路，但是可以不需要使用消隱電容了
，如圖3。它的短路保護時序由圖4展示。其中最初的消隱時間T_DESATleb是可以通過外圍電阻配置，得到固定且精準的400ns、650ns或者1150ns，偏差在10%以內。然後就正常開通電壓，如果發生短路情況，V_CE迅速上升到達閾值
，繼而進入一個濾波時間T_DESATfilter，它的值也可以通過外圍電阻配置的
，可以得到分布在225ns~3975ns區間裏的9個時間之一，偏差也在10%以內。

圖3

圖4

這樣1ED34XX總的短路時間為：

其中333ns是芯片感知短路到芯片輸出關斷信號的係統延時。雖然該芯片也是可以外加電容來增加短路保護時間的，上麵式子裏的T_SC就是電容帶來的時間，過程在之前1ED020I12-F2的短路說明裏介紹過了。不過為了滿足碳化矽MOS的短路保護時間
，我們選擇使用最小時間配置，也就是不使用外置電容

，另外也把規格書裏的偏差時間（表2）考慮上。可以得出：

表2

哇！才1us的短路保護響應時間呢，即使考慮後麵再給個1us的軟關斷時間
，依然可以在2us內實現短路保護，如此精準快速，為您的碳化矽MOS保駕護航！不愧是新一代的驅動神器啊！除了這款用電阻配置的1ED34XX係列驅動產品

，英飛淩另外還有帶I²C口的數字控製型驅動芯片1ED38XX，擁有更多變的短路模式，不僅能實現短路保護還能進行過流監測。

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