【摘要】：SiC金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)過短的短路承受時(shí)間增大了短路保護(hù)的難度,傳統(tǒng)退飽和法較長(zhǎng)的檢測(cè)時(shí)間容易對(duì)SiC MOSFET造成嚴(yán)重沖擊。印制電路板(PCB)羅氏線圈高帶寬交變電流檢測(cè)及反應(yīng)靈敏的特性,使其適用于功率器件短路的快速檢測(cè)。在SiC MOSFET發(fā)生短路時(shí),利用PCB羅氏線圈配合復(fù)合式積分電路提取瞬態(tài)變化電流,進(jìn)行反饋控制,有效縮短短路保護(hù)的延遲時(shí)間。通過軟關(guān)斷,減小關(guān)斷過程中過高的電流變化率導(dǎo)致的過壓對(duì)SiC MOSFET造成過大的沖擊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用PCB羅氏線圈電流檢測(cè)法能在短路發(fā)生第一時(shí)間迅速可靠地關(guān)斷SiC MOSFET,實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。
【圖文】：

短路保護(hù)原理圈

至零電平，保持零電平適當(dāng)時(shí)逡逑間，，再切換至負(fù)電平，減緩電流下降，產(chǎn)生可承受逡逑的電壓尖峰。逡逑３邋ＰＣＢ羅氏線圈及積分電路設(shè)計(jì)逡逑３．１邋ＰＣＢ羅氏線圈逡逑羅氏線圈因其測(cè)量精度高、頻帶寬、體積孝逡逑制造成本低等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于脈沖電流、交流大逡逑電流測(cè)量等方面，非常適用于功率器件電流檢測(cè)。逡逑ＰＣＢ羅氏線圈是一種基于印刷板式的線圈，繞線逡逑均勻程度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)柔性線圈，且易固定并能保逡逑證功率端子在線圈圓心處，減小外部磁場(chǎng)干擾帶逡逑來的誤差。逡逑這里采用的ＰＣＢ羅氏線圈結(jié)構(gòu)如圖２所示。逡逑由于相鄰線匝之間的距離可等效為一個(gè)平行于逡逑ＰＣＢ平面的圓弧，外部干擾磁場(chǎng)會(huì)在該圓弧上產(chǎn)逡逑生感應(yīng)電勢(shì)，嚴(yán)重影響了羅氏線圈的測(cè)量精度。為逡逑了消除外部磁場(chǎng)干擾，在虛線框ａ處開始進(jìn)行線逡逑匝回繞，使得該羅氏線圈等效成兩個(gè)形狀相同的逡逑平面圓唬圓弧受外部干擾磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)逡逑大小相同，方向相反，因而相互抵消。逡逑圖２邋ＰＣＢ羅氏線圈結(jié)構(gòu)原理逡逑Ｆｉｇ．邋２邋Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ＰＣＢ邋Ｒｏｇｏｗｓｋｉ邋ｃｏｉｌ逡逑ＰＣＢ羅氏線圈等效電路如圖３所示。逡逑ｒ￣＾￣°邐Ｉｔ￣￣°逡逑寧ｊＣ0邋｜］／？ｓ邋Ｕ0（ｔ）逡逑／？。為線圈等效電阻；Ｌ。為自感；Ｃ。為分布電容；為線圈與載流逡逑導(dǎo)體間互感；為載流導(dǎo)體電流；ｅ（ｔ）為線圈感應(yīng)電勢(shì)；為線逡逑圈輸出電壓。逡逑圖３邋ＰＣＢ羅氏線圈等效電路逡逑Ｆｉｇ．邋３邋Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ邋ｃｉｒｃｕｉｔ邋ｏｆ邋ＰＣＢ邋Ｒｏｇｏｗｓｋｉ邋ｃｏｉｌ逡逑輸出電壓傳遞函數(shù)為：逡逑Ｕ0（ｓ）邋＿邐－ｓＭ0Ｒ，邐邋／■邋ｉ邋＼逡逑Ｉ０（ｓ）邋￣邋ｓ２Ｒｌ０Ｃ０＋ｓ（Ｌ０

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