SiCMOSFET并联均流技术的研究

专题技术

DCW

SiC MOSFET并联均流技术的研究

高 凡

（西安特锐德智能充电科技有限公司，西安 710077）

摘要：随着电力电子技术的发展，对于功率器件的要求也越来越高。为了更好的满足大功率应用场合的要求，需要多SiC MOSFET进行并联，目前并联应用的方案在电机控制、逆变器等电力电子系统中的应用前景十分广泛。但是，由于SiC MOSFET的静态因数和动态因素会直接影响到并联SiC MOSFET的均流特性，从而造成单个器件承受过大的电流应力而损坏。因此，对于SiC MOSFET均流特性的研究是非常有必要的。本文通过对SiC MOSFET电路模型进行研究，给出了一种将两个功率支路共同接入同一共用磁芯的耦合线圈进行主动均流的方法，并对主要功率器件的设计方法进行了研究。

并联均流；设计SiC MOSFET；关键词：

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.02.028

TN402 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2019）02-0051-02中图分类号：

1 引言

近年来，随着SiC MOSFET器件的可靠性不断提高，加上自

身成本的逐渐降低，使得SiC MOSFET在中小功率的应用场合越来越广泛。由于SiC MOSFET较传统的硅基器件具有更高开关频率、适应高温场合等显著特点，可以使电力电子设备实现更高的功率密度。但是，由于生产成本、制造工艺等因数的限制，导致单个SiC MOSFET的通流能力有限，其单个容量依然无法满足大容量电力电子设备，因此只能通过对SiC MOSFET并联的方式进行扩容，来满足大功率场合的需求。由于并联器件在主功率回路中参数的不一致性，不可避免的会出现各个支路电流不均衡的问题。电流的不均衡问题主要分为静态电流和动态电流的不均衡。这种电流的不均衡将对SiC MOSFET模块带来不容忽视的危害，主要体现在并联模块损耗差异性、模块电流和电压应力的差异性以及开关速度的差异性，这种差异会导致单个器件长时间处于损耗、应力过大而损坏，进而对其他并联的器件以及整个系统带来危害。

3.2 均流电路的设计

通过以上分析可知，在SiC MOSFET并联主功率回路中加入耦合电感可有效的抑制不均流现象，具体电路如图1所示。

图1 耦合电感抑制不均流原理图

在上图中，耦合电感的两个线圈匝数相等，两个支路的电流不平衡时，线圈中激励电感Lm上产生的电动势u为

（1）

式中，n为线圈匝数；∆id流过两个线圈电流差值；∆Ф= ∆BS。

若耦合电感的磁芯内径为Dmin，外径为Dmax，高度为h，两

H2，可得出：个支路不均流时，则在两个线圈所产生磁场强度为H1、

（2）

（3）

μ0为空气磁导率；μr为相对磁导率；式中，∆B为磁感应强度；

S为线圈的截面积，由式（2）可得：

由式（1）和（4）可得出：

由式（5）可得出：

（6）（5）（4）

2 并联模块的不均流因素分析

目前，国内对SiC MOSFET并联不均流的原因展开了广泛的研究，其主要包括模块本身参数设计、主功率回路寄生参数、不同应用场合的温度变化等对并联模块电流不均流的影响，表1从模块并联不均流的静态因素及动态因素进行了列举。

表1 不均流主要因素

序号1234

静态因数驱动电压输出特性功率回路阻抗温度特性

动态因数驱动回路差异器件分散性功率回路寄生电感

温度特性

3 SiC MOSFET并联均流设计方法

3.1 均流电路特性分析

开关环路杂散电感、在功率回路中，寄生电感可分为3大类：

共源极杂散电感和栅极回路杂散电感。寄生电容主要包括CGS栅

CDS 漏源极间寄生电容。源极间寄生电容、CGD漏栅极间寄生电容、

在理想情况下，不考虑上述电路寄生参数及各种因素对并联均流模块的影响，在两个并联的SiC MOSFET主功率回路中串入一个耦合电感，当两个支路的电流同时流入耦合电感时，电感线圈会产生大小相等，方向相反的磁通量，从而电感总的磁通量为零，对电流不起作用。在实际应用的环境中，由于功率回路中各种寄生参数以及器件分散性、温度等的影响，两个支路的电流会有所偏差，则通过电感时会在磁芯中产生磁通，从而会在线圈上产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律可知，由于电流偏差所产生的感应电动势会驱使不平衡电流为零，从而能够实现两个支路的电流均流。

通过上式可以看出，磁芯的材质、线圈匝数、磁芯的大小都对支路电流的均衡度有影响。

4 结束语

总之，由于SiC材料的特性，相比于传统的硅衬底MOSFET及IGBT，SiC MOSFET在高频、高温的应用场景日益凸显。而模块在并联的过程中产生的不均流问题，可以通过耦合电感来解决。但是，影响并联模块不均流的因素还有很多，诸如器件自身参数分散性、外界温度、主功率回路等都将对并联模块造成不均流现象，所以对于SiC MOSFET均流方法的进一步研究非常有必要。参考文献

[1] 毛鹏，缠潇潇，张卫平.SiC MOSFET特性分析及驱动电路（下转第

53页）

2019.02数字通信世界51

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专题技术

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试论数字电视节目制作技术与发展

贾荣欣

（黑龙江省齐齐哈尔市泰来县广播电视服务中心，齐齐哈尔 162400）

摘要：现如今，随着人们生活水平日益提高，电视在人们的日常生活中占据着一个比较重要的地位，也更多的影响着人们的生活。另外，我国的电视技术已经整体进入数字化时期，电视节目的制作技术从模拟转向了数字，也更加受到重视。本文主要对数字电视节目制作技术、制作流程以及发展前景的展望进行简要阐述与分析。

关键词：数字电视节目；制作技术；发展doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.02.030

G222.3 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2019）02-0053-01中图分类号：数字化电视节目制作技术已经得到了广泛应用，这项技术的

出现直接改变了传统电视节目的制作方式，也使得电视图像与声音质量相对以前模拟设备与模拟技术无法达到的高度，从而给电视节目制作带来了全新的技术手段，再者它给电视节目创作观念带来了全新的理念，让众多电视编导人员过去能想却做不到的创意在现如今的数字化节目制作中得以实现。总而言之，数字化电视节目制作技术为电视节目的创新引导了新思路，也为未来的电视节目制作技术的发展指引了明确的方向。

个人的需求，更有利于信息内容、版权和用户信息保护与管理。（6）可扩展性、可分级性以及互操作性。数字化的应用，可以使用户自主选择收听或收看节目的时段、节目的内容，变成了“点播”的形式，用户体验得到了进一步提高。2.2 数字电视节目制作的流程

数字电视节目制作流程主要是：筹划组编排电视节目主题，撰写出文字与分镜头的剧本；摄制组人员按照剧本情节进行采集前期素材；后期制作组人员把拍摄完的素材进行非线性编辑，再生产需要的格式文件；最后电视节目通过合作进行播放。这是一套完备的数字电视节目制作体系。

1 数字电视节目制作技术简述

从节目的采集、制作、传输直到用户端都是用数字方式处理信号的端到端的体系被称之为数字电视节目制作，它是从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用了数字电视信号或者对该系统所有的信号传播通过由0、1数字串组成二进制的数字信息进行记录与传播的电视类型。在前期的采集摄录，传统的模拟摄录设备已经被数字化摄像机所取代并占据了主导地位。数字化摄像机除了具有模拟摄像机原有的功能，还具有高质量的图像、高稳定性、易于调整还比较精确，并且在操作上简单及丰富的功能，这些功能都为我们更加完美地做好电视节目提供了有力的技术保证。再从后期的电视节目编辑制作来看，数字化的非线性编辑系统能够拥有高质量的画面影像，简化了工作流程的同时提高了工作效率。这种非线性编辑的数字特性渐渐地改变了电视节目的制作流程与影像风格。整个数字化电视节目制作技术采用了先进的用户管理技术，提升了节目内容的数量，保障了节目的品质，为观众提供更多的节目选择以及更好的节目质量。数字电视系统还可以传送众多业务，比如标清电视、高清电视、超清电视、互动电视以及数据业务等等。

3 数字电视节目制作的发展

伴随着科学技术的飞速发展，电视节目制作技术发展的脚步也不会就此停下。计算机互联网以及移动通信技术的不断进步发展，再加上数字化、网络化技术在广播电视领域也得到了不断地推广与应用，电视节目制作技术步入了一个全新发展时期。3.1 数字电视节目制作高清技术的成熟

这是一段属于广播电视发展的重要标志时期，首批已经完成高清技术的发展的电视台有：中央电视台、北京卫视、浙江卫视、东方卫视等。从此数字电视节目由黑白电视、有线电视的发展历程中，蜕变到如今的数字化电视。给人们带来了不一样的视觉感官享受的同时也给人们的生活带来了众多乐趣。3.2 云计算解决方案的推广

在这个新媒体技术高速发展的21世纪，云计算解决方案的出现，解决了众多科技难题，也解决了数字化存在的难题，云计算已经在通信、金融以及服务行业等都有了长足发展，那么我们相信在数字电视节目制作技术的未来发展中起到重要作用。3.3 新型社交媒体的兴起

还记得从前我们使用的电视，只能在电视上看到想看的电视节目等，但是现如今数字化电视节目出现了非常多的功能，其中一项功能就是新型的社交媒体，简单说，就是人们根据自己的需求，可以在电视上寻找自己需要的东西，比如购物、工作、学习等，都可以通过电视来实现了。参考文献

[1] 朱光荣.数字化时代电视节目制作技术发展及展望[J].影视制作，2009，（10）：10-14.

[2] 徐建民.浅谈数字电视节目制作技术和发展[J].新闻传播，2010（2）：82.

2 数字电视节目制作的特点与流程

2.1 数字电视节目制作的特点

（1）信号稳定。数字信号不分距离、不分传出次数多少，数字通信信号都能确保接近原信号的质量。

两个电平。（2）信号质量高。是因为数字信号只有“0”与“1”

（3）存储便捷。数字电视信号可以存储在硬盘、光盘等存储器中，有着存储量大、速度快、信噪比高、纠错性强、方便计算机处理、也便于交换等。尤其是磁盘列阵的应用，更加方便了电视节目的制作与播出。

（4）易于控制与管理。因为是采用的数字技术，所以对电视节目资源的保存、查询、调度、调整、控制与管理都很方便。（5）开办条件接收业务便捷。使用加密、解密和加扰、解扰技术，将电视节目仅应用于广播节目，达到满足社会团体、专业、

作者简介：贾荣欣，女，汉族，1973年生，大学，黑龙江省齐齐哈尔市泰来县，副高职称，研究方向为广电工程技术类。

：24-27.（上接第51页）研究[J].电力电子技术，2017，51（9）[2] 王伟.碳化硅MOSFET的特性及应用研究[D].安徽工业大学，2016.

[3] 王珩宇，吴新科，郭清等.碳化硅MOSFET并联均流的研究[C].中国电工技术学会电力电子学会学术年会，2014.

2019.02数字通信世界53