為了安全使用SiC模塊，需要計算工作條件下的功率損耗和結(jié)溫，并在額定值范圍內(nèi)使用。MOSFET損耗計算與IGBT既有相似之處，也有不同。相對IGBT，MOSFET可以反向?qū)�，即工作在同步整流模式。本文簡要介紹其損耗計算方法。
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MOSFET正向?qū)?/span>
圖1為單個導(dǎo)通脈沖（電感負載）的電壓電流波形及產(chǎn)生的損耗示意圖。電流和電壓的積分值就是產(chǎn)生的損耗，分為通態(tài)損耗和開關(guān)損耗。圖1中，E(sat)為通態(tài)損耗，Eon和Eoff為開關(guān)損耗。
圖1：單個導(dǎo)通脈沖（電感負載）損耗示意圖
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MOSFET反向?qū)?/span>
如第17講《SiC MOSFET的靜態(tài)特性》所描述，反向?qū)ǎㄔ绰┓较颍⿻r，導(dǎo)通方式會根據(jù)柵極電壓變化。如果柵極施加負壓時，電流流過體二極管，如下圖2。但是當(dāng)柵極施加正壓（超過閾值電壓）時，電流流過MOSFET，如下圖3。
圖2：柵極負偏
圖3：柵極正偏
如果MOSFET反向?qū)〞r柵極施加負壓，電流流過體二極管（此處不考慮內(nèi)部帶SiC SBD的SiC模塊），其損耗計算方式與IGBT一樣，不再贅述，本章節(jié)重點介紹同步整流模式（MOSFET反向?qū)〞r柵極施加正壓）下的損耗計算。
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直流斬波電路損耗計算
以工作在CCM模式的Buck電路（圖4）為例來介紹SiC MOSFET損耗計算方法。Vin/Iin為輸入電壓電流，Vo/Io為輸出電壓電流。T1為控制管；T2為續(xù)流管，工作在同步整流模式。
圖4：Buck電路
3.1 T1損耗計算
T1作為控制管，其占空比如下式：
T1導(dǎo)通損耗可由下式計算，其中RDS(on)為T1管的通態(tài)電阻。
T1開關(guān)損耗可由下式計算，其中VDD為SiC MOSFET datasheet中開關(guān)損耗測試電壓，Eon(@Io)、Eoff(@Io)為datasheet中電流值Io對應(yīng)的開關(guān)損耗，以上參數(shù)均可在datasheet中查找（除部分產(chǎn)品外，如有需要，可聯(lián)系我司）。fsw為開關(guān)頻率。
3.2 T2損耗計算
T2作為續(xù)流管，其占空比為1-D。
T2導(dǎo)通損耗可由下式計算：
T2零電壓開關(guān)，所以沒有開關(guān)損耗。但是在T1開通瞬間，T2體二極管會產(chǎn)生反向恢復(fù)損耗，可由下式計算。其中Err(@Io)為datasheet中電流值Io對應(yīng)的開關(guān)損耗，也可在datasheet中查找（除部分產(chǎn)品外，如有需要，可聯(lián)系我司）。
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SPWM調(diào)制橋式電路損耗計算
以SPWM調(diào)制的三相橋式電路（圖5）為例來介紹SiC MOSFET損耗計算方法。VCC為直流電壓，Io為輸出電流有效值。MOSFET工作在同步整流模式。
圖5：三相橋式電路
輸出電流為：
導(dǎo)通損耗可由下式計算：
開關(guān)損耗可由下式計算，同樣的，VDD為SiC MOSFET datasheet中開關(guān)損耗測試電壓，Eon(@IP)、Eoff(@IP)為datasheet中電流值IP對應(yīng)的開關(guān)損耗，可在datasheet中查找（除部分產(chǎn)品外，如有需要，可聯(lián)系我司）。fsw為開關(guān)頻率。
SiC MOSFET體二極管在對管開通時會產(chǎn)生反向恢復(fù)損耗，可由下式計算。其中Err(@IP)為datasheet中電流值IP對應(yīng)的開關(guān)損耗，也可在datasheet中查找（除部分產(chǎn)品外，如有需要，可聯(lián)系我司）。
正文完
