R课堂 | DC-DC转换器实机验证
关键要点
降压型dc-dc转换器实机验证结论：
在轻负载条件下，由于第4代sic mosfet的开关损耗非常小，所以效率显著改善。
在重负载条件下，与第3代sic mosfet相比，第4代sic mosfet的损耗降低达15w以上。
尤其是高边sic mosfet的开关损耗和反向恢复损耗大幅降低，这将有助于改善整体损耗。
继上一篇文章的电路工作原理和损耗分析之后，本文我们一起来看一下实际安装进行验证的结果。
第4代sic mosfet的特点
在降压型dc-dc转换器中使用第4代sic mosfet的效果
1）电路工作原理和损耗分析
2）dc-dc转换器实机验证
在ev应用中使用第4代sic mosfet的效果
1）ev应用
2）装入牵引逆变器实施模拟行驶试验
3）图腾柱pfc实机评估
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在降压型dc-dc转换器中使用第4代sic mosfet的效果：dc-dc转换器实机验证
为了确认上一篇中提到的损耗分析在实际应用产品中的具体反映，我们将第4代sic mosfet安装在以下规格的降压型dc-dc转换器中，进行了实际应用验证。表1中是dc-dc转换器和sic器件的规格。用来调整开关速度的外置栅极电阻rg_ext采用的是3.3ω，这个值可以平衡高速开关与振铃和浪涌。图1是（a）dc-dc转换器电路和（b）半桥部分使用的第4代sic mosfet评估板（内置去耦电容）。电感器l、输出电容器co以及输入大容量电容器是外接的。另外，为了进行比较而使用了第3代sic mosfet。
表1.dc-dc转换器规格和sic器件规格
图1.实机验证用降压型dc-dc转换器和第4代sic mosfet评估板
图2是50khz条件下导通和关断时的vgs、vds、id波形（右列波形）。左侧是将导通时（右列波形中绿色虚线包围的区域）的波形放大后的样子。从放大后的波形可以看出，导通时的上升时间trise非常短，仅有20ns左右。
图2.实测开关波形（500vin,250vo/20a(5kw),50khz）
图3是该dc-dc转换器的效率（左侧）和损耗（右侧）测试结果。从测试结果可以看出，在轻负载（1kw附近）条件下，开关损耗（固定损耗）非常小——这也是第4代sic mosfet的特点，所以效率得以显著提高。另外， 在重负载（5kw附近）条件下，与第3代sic mosfet相比，第4代sic mosfet的损耗降低达15w以上。
图3.效率和损耗的测试结果（500vin,250vo/7kw,50khz）
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图4是对dc-dc转换器的损耗分解进行理论分析后的结果。已经确认损耗降低了约15w。另外还可以看出，尤其是高边sic mosfet的开关损耗和反向恢复损耗pqrr大幅降低，为改善整体损耗发挥了重要作用。
图4.损耗分析结果（计算值）（左：2kw，右5kw）
【资料下载】
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在ev应用中使用第4代sic mosfet的效果
在ev应用中使用第4代sic mosfet的效果：ev应用
在ev应用中使用第4代sic mosfet的效果：装入牵引逆变器实施模拟行驶试验
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原文标题：r课堂 | dc-dc转换器实机验证
文章出处：【微信公众号：罗姆半导体集团】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
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尤其是高边sic mosfet的开关损耗和反向恢复损耗大幅降低，这将有助于改善整体损耗。
继上一篇文章的电路工作原理和损耗分析之后，本文我们一起来看一下实际安装进行验证的结果。
第4代sic mosfet的特点
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1）电路工作原理和损耗分析
2）dc-dc转换器实机验证
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2）装入牵引逆变器实施模拟行驶试验
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表1.dc-dc转换器规格和sic器件规格
图1.实机验证用降压型dc-dc转换器和第4代sic mosfet评估板
图2是50khz条件下导通和关断时的vgs、vds、id波形（右列波形）。左侧是将导通时（右列波形中绿色虚线包围的区域）的波形放大后的样子。从放大后的波形可以看出，导通时的上升时间trise非常短，仅有20ns左右。
图2.实测开关波形（500vin,250vo/20a(5kw),50khz）
图3是该dc-dc转换器的效率（左侧）和损耗（右侧）测试结果。从测试结果可以看出，在轻负载（1kw附近）条件下，开关损耗（固定损耗）非常小——这也是第4代sic mosfet的特点，所以效率得以显著提高。另外， 在重负载（5kw附近）条件下，与第3代sic mosfet相比，第4代sic mosfet的损耗降低达15w以上。
图3.效率和损耗的测试结果（500vin,250vo/7kw,50khz）
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图4.损耗分析结果（计算值）（左：2kw，右5kw）
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