ROHM為了便于對使用了SiC-MOSFET的簡單輔助電源的性能進行評估而專門開發(fā)了評估板(參見圖4)。這款評估板為了在準諧振開關AC/DC轉換器中驅(qū)動1700V耐壓SiC-MOSFET“SCT2H12NZ”而使用了BD768xFJ-LB。準諧振工作有助于將開關損耗控制在最低并抑制EMI。電流檢測通過外置的電阻器進行。另外，通過使用輕負載時的突發(fā)模式工作和降頻功能，還可實現(xiàn)節(jié)能化與高效化。
 

圖4. 使用了SiC-MOSFET的輔助電源單元用評估板

SiC-MOSFET的開關波形如圖5所示。通過不同輸出負載的波形可以看出在接通SiC-MOSFET時諧振漏源電壓如何變化。采用準諧振工作，可最大限度地降低開關損耗和EMI。輕負載時(Pout = 5W時，左圖)的突發(fā)工作模式結束后，轉為準諧振工作模式。通過跳過很多波谷來控制頻率。當輸出負載増加(Pout = 20W時，中圖)時，波谷數(shù)量減少，頻率上升。當接近規(guī)定的最大輸出負載(在這種情況下Pout = 40W，右圖)時，將只有一個波谷。此時，開關頻率達到最大值120kHz。

另外，為了延長一次側的開關導通時間，可以稍微降低開關頻率并提高輸出功率的要求。這樣，一次側電流峰值增加，傳輸?shù)哪芰恳苍黾?Pout = 40W時)。當超過最大輸出功率時，過電流保護功能工作并阻止開關動作，以防止系統(tǒng)過熱。

圖5. 準諧振工作時的SiC-MOSFET開關波形 
 

首先，評估板因有兩個工作點而以電流不連續(xù)模式(DCM)工作。然后，在最后一個工作點(40W)時正好達到電流臨界模式(BCM)。根據(jù)不同的輸入電壓，DCM和BCM在不同的輸出功率進行切換。

圖6左側是對于不同的輸入電壓，在最大40W的負載范圍輸出12V電壓時的效率。如圖6右側所示，通過測量可知SiC-MOSFET的外殼溫度保持在90℃以下。SiC-MOSFET的最大容許結溫為175℃。芯片-外殼間的熱阻遠遠低于外殼-環(huán)境間的熱阻，因此只要是結溫低于上限值的外殼即可以說是安全的。這表明該評估板即使在高達40W的輸出功率條件下，無需散熱器也可工作。另外，如果對SiC-MOSFET增加散熱器來冷卻輸出整流二極管，則可以實現(xiàn)更高的輸出功率。

圖6. 使用了SiC-MOSFET的輔助電源單元評估

這里給出的是各DC輸入電壓的測量值，利用400 / 480V的三相AC電源也可運行評估板。PCB上安裝了整流所需的二極管電橋。

利用SiC-MOSFET技術，可實現(xiàn)小型化并提高系統(tǒng)效率、可靠性及簡潔性

在需要幾十瓦的簡單且性價比高的三相輸入用單端反激式解決方案和超過400V的DC輸入電壓條件下，Si-MOSFET并不適用。因為大電壓Si功率MOSFET的性能較低。另外，使用雙端反激式或堆疊式MOSFET等設計復雜結構的輔助電源，是非常費時費力的。這部分精力應該用在主電源系統(tǒng)的設計上。

利用1700V SiC-MOSFET的優(yōu)異性能和BD768xFJ控制IC，不僅能夠設計三相系統(tǒng)用或高DC輸入電壓用的簡單輔助電源，而且還可以發(fā)揮出卓越的性能。 利用基于SiC-MOSFET的技術，設計人員可提高產(chǎn)品的效率、簡潔性、可靠性并實現(xiàn)小型化。1700V SiC-MOSFET在性能方面的優(yōu)勢可以與使用了Si-MOSFET的解決方案系統(tǒng)的成本相匹敵，比如可削減散熱器、線圈等昂貴部件的成本。經(jīng)過優(yōu)化的控制IC可安全地驅(qū)動SiC-MOSFET，是能夠減輕設計負擔并將系統(tǒng)產(chǎn)品投入市場的周期最短化的極具突破性的解決方案。