【DigiKey &Mirochip】+MSC060SMA070B+碳化硅MOS管

【DigiKey &Mirochip】+MSC060SMA070B+碳化硅MOS管 正弦波逆变器测试(一)

前言

首先感谢电源网提供宝贵机会,联合digikey推出的免费试用活动,因为我比较喜欢玩高频离网逆变器,前级升压,后级逆变,经常需要mos管和igbt管以提高逆变器的功率和可靠性,正好看到试用目录里有碳化硅高压大电流场效应管,特申请试用。

一、 开箱

飘洋过海辗转一周终于收到,防静电袋包

由于论坛内容限制,本篇就分享到这里,更多精彩内容请查看内容:【DigiKey &Mirochip】+MSC060SMA070B+碳化硅MOS管 正弦波逆变器测试(二)

【DigiKey &Mirochip】+MSC060SMA070B+碳化硅MOS管 正弦波逆变器测试(二)

接上篇内容,我们继续分享:

打开包装和壳子,全新8颗碳化硅呈现在眼前,批次一致,官方数据手册描述,这个管子针对一致性进行专门设计,使管子一致性更好,更适合并联试用。外观高清大图,字迹清晰,工整。

首先 ,看看 官方手册参数,700v,60m欧N沟道的 碳化硅MOS管,25°C下的连续漏极电流46A,100°C时33A,具有极低的寄生电容和极低的栅极电荷(Qg),因内部栅极电阻(ESR)极低而具备快速开关速度,在高结温下稳定工作,最高结温TJ(max)=175°C,驱动简单,易于并联使用,改善热性能,降低开关损耗。

由于论坛规定,本次内容就先分享到这里。更多精彩内容请见下篇帖子!

【DigiKey &Mirochip】+MSC060SMA070B+碳化硅MOS管 正弦波逆变器测试(三)

接上篇内容,我们继续分享:

一、 测试平台

测试使用如下平台,由功率管组成的全桥逆变电路,采用单极性调制方式。320-420v直流电通过压敏电阻给450V高压电容预充电,延时3s后高压继电器接通,高压直流进入全桥电路中,spwm驱动器产生2路spwm驱动信号同时产生2路50hz工频信号给h桥4路功率管,产生spwm波形输出,通过后面的电感电容滤波,产生50hz纯正弦波输出。

高频spwm波形

50hz波形

由于论坛规定,本次内容就先分享到这里。更多精彩内容请见下篇帖子!

【DigiKey &Mirochip】+MSC060SMA070B+碳化硅MOS管 正弦波逆变器测试(四)

接上篇内容,我们继续分享:

三、 安装

每个管子背面涂上导热硅脂,垫上绝缘导热陶瓷导热垫,拧紧螺丝,焊接。

焊接完成。

由于论坛规定,本次内容就先分享到这里。更多精彩内容请见下篇帖子!

【DigiKey &Mirochip】+MSC060SMA070B+碳化硅MOS管 正弦波逆变器测试(五)

接上篇内容,我们继续分享:

一、 调试

上低压电测试波形

高频部分波形

暂停波形

视频中明显看到,spwm波产生了明显的震荡,开启和关断瞬间都有震荡,这是因为我的驱动板之前是驱动igbt管设计的,具有4a的驱动能力,驱动电压为+15v和-4.7v,驱动电阻为10欧姆,之前驱动igbt管时由于igbt需要更大的驱动电流,或有较高的Cies,所以需要更小的驱动电阻,更大的驱动能力,而这个碳化硅场效应管内部栅极电阻(ESR)极低,不需要太强的驱动电流,所以导致震荡。调整驱动电阻阻值为47欧后,尖峰基本消失。

【DigiKey &Mirochip】+MSC060SMA070B+碳化硅MOS管 正弦波逆变器测试(六)

更换栅极电阻后驱动波形

由此可见,此碳化硅场效应管所需驱动电流较小,因为其具有极低的寄生电容和极低的栅极电荷(Qg),内部栅极电阻(ESR)极低而具备快速开关速度,驱动芯片更容易驱动此管,同样的设计以前只能驱动一只igbt管,现在可以驱动好几只并联的此碳化硅mos管。(此产品设计还适合多管并联使用,以增大整机功率)。

  **测试环节**

测试需要一个可以提供约380V直流电的设备,这是我自己用4只场效应管模块搭建的前级升压部分,输入72V直流,输出370V直流,功率较大这里拿来直接测试。

前级升压部分

将2部分连接起来并供电

输出纯正弦波50hz228v,波形完美,和市电波形一致。

由于论坛规定,本次内容就先分享到这里。更多精彩内容请见下篇帖子!

【DigiKey &Mirochip】+MSC060SMA070B+碳化硅MOS管 正弦波逆变器测试(七)

功率测试

输入72.88v15.87A1156W,输出带载2只30w1只60w白炽灯和一台额定功率1000w电暖气,约1120W负载 ,效率很高,除去仪表误差 ,整机 效率应该不低于93%,较工频逆变器88%的 效率提升5%。持续测试15分钟,手摸后级 散热片无明显温升。

再次加大功率,直接带动一台1500w电热水壶烧水测试

输入功率 1617W,带载水壶1500w加60w白炽灯,持续 工作 约 15分钟,水沸腾 后自动停止加热,手摸 后级 散热片,也没有明显温升,测试房间温度约15度,后级温控风扇一直以慢速运行。因为电源限流26a,后来测试的时候在1600w负载下启动一把手枪钻,超过了电源的最大功率限流保护了,所以也没法测试最大功率了。

六、总结

MSC060SMA070B碳化硅MOS管由于其专门设计的极低的寄生电容和极低的栅极电荷,且内部栅极电阻极低而具备快速开关速度,对驱动的设计减轻了负担,更容易使用普通的驱动器来驱动更多的mos管以达到更大的输出功率,降低了整体的设计和调试难度,特别适合使用在逆变器,UPS,电机驱动器等领域,高频驱动器和功率器件的使用,降低了系统的重量和空间,to247-3的封装兼容了之前的igbt管,使得可以更方便的替换和使用。测试发现其温升并不明显,可以减少散热部分以提高功率密度。作为一个普通的电子爱好者来说,好用的管子的标准就是耐压足,功率大,驱动波形好,发热低,做到这几样,整机的稳定性自然不言而喻。只是目前碳化硅mos管的售价较 普通igbt略贵,另外就是碳化硅mos的持续短路承受能力较igbt略弱,整机的保护响应速度需要更快更可靠,相信以后碳化硅的应用会越来越广泛,普通人也能用的起碳化硅的产品。

七 、感谢电源网联合digikey推出的试用活动,感谢客服耐心讲解。