基于驱动电压主动切换的Si/SiC混合器件结温波动平滑控制

Si/SiC混合器件兼具低成本与低损耗优势，是实现大容量、高可靠性电力电子装备的关键。然而，负载电流变化导致SiC MOSFET结温剧烈波动，限制了器件整体寿命提升。本文分析驱动电压对开关过程及损耗的影响，提出一种基于驱动电压主动切换的结温波动平滑控制策略。该策略在轻载时采用高损耗驱动模式以补偿温升，在重载时采用低损耗模式以抑制温升，显著平滑SiC MOSFET结温波动，减小其与Si IGBT的温差波动幅值。实验结果表明，所提方法可使SiC MOSFET结温波动降低30%以上，与Si IGBT的结温波动差值减小84.4%。

Si/SiC 混合器件兼具低成本、低损耗等优势,是支撑电力电子装备大容量、高可靠发展的重要器件.而负载电流变化引起的SiC MOSFET大幅结温波动,制约了Si/SiC混合器件整体寿命的提高.为解决该问题,该文详细分析驱动电压对混合器件开关轨迹及损耗的影响,提出一种考虑驱动电压主动切换的Si/SiC混合器件结温波动平滑控制策略.所提策略通过在低电流负载区间采用 SiC MOSFET 损耗较高的驱动电压模式来补偿损耗,高负载电流区间则采用 SiC MOSFET 损耗较低的驱动电压模式来降低损耗,可以显著平滑 Si/SiC 混合器件中 SiC MOSFET的结温波动,降低其与Si IGBT的结温波动差值,有效延长Si/SiC混合器件整体的剩余使用寿命.实验结果表明,任何负载波动下,该文所提驱动电压主动切换策略均可以将SiC MOSFET的结温波动平滑 30%以上,同时SiC MOSFET与Si IGBT的结温波动幅值差减小 84.4%.