?前言
硅材料的發展已接近物理極限，隨著學者和工程師們的不斷研究，相繼推出了第二代、第三代半導體材料。目前第三代寬禁帶半導體材料開發的功率器件已規模商用，最具代表的為SiC和GaN，SiC在高壓大容量應用中得到廣泛的應用，其中在車載電源、充電樁、通信電源等場合應用較為成熟；GaN具有高的開關頻率、寄生參數小，目前在消費類電子產品電源中應用較廣，如手機快充、電動車電源等，高頻可以減小無源器件、提高功率密度，適用于便攜式移動設備電源方案。據了解目前已有部分廠家GaN器件的耐壓達到1200V。
本貼內容來源文獻《碳化硅MOSFET并聯電流分配不均衡影響因素與抑制方法綜述》
目錄
1 概述
2 電流不均的影響因素
3 電流不均的抑制方法
4 參考文獻
1 概述
硅基器件受材料限制，難以滿足日益增長的高電壓、高頻率和高溫度的應用需求。寬禁帶器件的出現可以改善當前面臨的問題。目前商用的主流寬禁帶器件為SiC和DaN，SiC商用電壓達到1700V，實驗室條件下最大電壓可達15kV，而GaN商用的電壓達到650V/900V，1200V的GaN也在樣品測試階段，相信很快也可以商用。
受限于制造工藝，SiC芯片有源區域較小，額定電流一般小于150A，在大功率應用場合，需要將多顆分立器件并聯或者SiC芯片并聯封裝，以實現在大功率場合下的應用。每顆芯片的參數分布差異較大，使得芯片并聯存在不均流問題，在高頻應用中振蕩嚴重，功率回路參數失配和驅動參數差異，使得電流不均問題更嚴重，芯片失效風向更高。
2 電流不均的影響因素
SiC芯片并聯電流不均問題受限于芯片參數、功率回路參數及驅動電路參數等方面的綜合影響問題，這個問題較為復雜。只有清楚各個參數的影響機理才能很好的優化并聯電流不均問題。電流不均的影響因素總結見表1。
其一：芯片參數對其影響。該影響與芯片生產工藝密切相關，工藝造成跨導、閾值電壓、導通電阻等參數差異，其中，閾值的分散性最大。
其二：分立器件封裝、PCB走線、電容、母排等功率器件的分布參數導致并聯支路參數不匹配，導致暫穩態電流不均。
其三：驅動回路參數對其影響。柵極驅動電壓幅值、驅動信號延遲、驅動電阻、柵極寄生電感等影響開關時間和電流變化率。
注：“+”代表各類影響因素在相同差異度下對電流分配的影響程度，“ +”越多影響程度越大，“○” 表示對電流分配無影響或影響可忽略。
3 電流不均的抑制方法
目前常用的方法為芯片篩選、封裝優化和主動柵極優化3大類，此外，還包括附加元件。
芯片篩選：單一變量篩選，速度快、成本低，但效果不好。現常用人工智能算法進行芯片篩選可以同時考慮多項參數。可篩選既滿足暫態又滿足穩態電流均衡的芯片，而且具篩選速度快。同時，在不同溫度下該方法均表現出較好電流均衡效果。
封裝優化：可分為基于幾何對稱圖形的對稱布局封裝和對傳統布局進行改進的非對稱布局封裝。 雙電源端子布局如圖2所示。
主動柵極驅動：一般由電流測量、補償值計算、驅動信號調節 3 個環節組成，是一種閉環調節方式，保證每個運行周期的驅動信號都保持一致，有效抑制驅動信號失配造成的暫態電流分配不均衡。 該種驅動變得復雜，降低了穩定性，不易集成。
輔助元件：在支路上補償電阻或電感可以實現各個支路阻抗一致，抑制電流分配不均衡；應用差模扼流圈可以同時抑制暫態和穩態電流不均衡，并且這種方法可以拓展到多個 MOSFET并聯； 應用共模扼流圈等效模型后，互感 與驅動回路解耦，只有數值極小的漏感仍位于驅動回路，因此該方法不會影響開關速度
該文對SiC并聯不均流的影響因素和抑制方法做了詳細的總結，便于讀者更加清楚地了解其原理及相應對策，可以很好的指導工程實踐。
4 參考文獻
[1] 碳化硅MOSFET并聯電流分配不均衡影響因素與抑制方法綜述-趙志斌
往期筆記
文獻筆記1---“一種適用于半橋LLC的調幅調頻混合控制方法”
文獻筆記2---一種應用于SR-DAB的DPS-VF控制方法
文獻筆記5---基于無傳感器的Mhz高壓LLC變換器SR技術
文獻筆記13---一種具有短路限制的GaN及驅動、保護的實現
文獻筆記14---一種分段氣隙的CLLC變換器平面變壓器設計
文獻筆記16---一種非對稱EPS調制的單級雙向AC-DC變換器
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