富昌電子（Future Electronics）一直致力于以專業(yè)的技術(shù)服務(wù)，為客戶打造個性化的解決方案，進而縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期、加快行業(yè)發(fā)展的步伐。在第三代半導體的實際應(yīng)用領(lǐng)域，富昌電子結(jié)合自身的技術(shù)、項目經(jīng)驗積累，著筆SiC相關(guān)設(shè)計的系列文章，希望能給到大家一定的參考，并期待與您進一步的交流。

本文作為系列文章的第五篇，主要針對SiC MOSFET相關(guān)應(yīng)用中的EMI改善方案做一些探討。

對設(shè)計人員而言，成功應(yīng)用 SiC MOSFET 的關(guān)鍵在于深入了解 SiC MOSFET 獨有的工作特征及其對設(shè)計的影響。SiC MOSFET的快速開關(guān)速度，高額定電壓和低RDS(on)使其對于不斷尋求在提高效率和功率密度的同時，保持系統(tǒng)簡單性的電源設(shè)計人員具有很高的吸引力。但是，由于高壓及超快的開關(guān)速度帶來的超高di/dt，dv/dt，會通過系統(tǒng)的雜散電感，電容形成干擾，比如SiC MOSFET過高的開關(guān)速度會引起Vds振鈴尖峰，因而產(chǎn)生EMI。

寄生電感是SiC MOSFET Vds尖峰和振鈴的主要原因。SiC MOSFET的快速開關(guān)速度會導致較高Vds尖峰和較長的振鈴時間。這種尖峰會降低設(shè)備的設(shè)計裕量，并且較長的振鈴時間會引入EMI。在大電流情況下，該現(xiàn)象更加明顯。

判斷EMI是否來源于di/dt與dv/dt，以及采用合適的、有針對性的方案就顯得尤為重要，常見的EMI解決方案技術(shù)如下:

1, 通過使用高柵極電阻（Rgon， Rgoff）來實現(xiàn)降低通過器件的電流變化率（dI/dt）. 高的Rg會顯著增加開關(guān)損耗, 需要在效率和EMI平衡。

2，通過使用門極漏極電容Cgd來降低器件Vds的電壓變化率（dv/dt), 高的Cgd同樣會增加開關(guān)損耗, 需要在效率和EMI平衡。

3， 降低功率環(huán)路的雜散電感，最大限度縮短導線長度，降低 PCB布局的電感（如將柵極驅(qū)動器放在盡可能靠近 MOSFET 的位置，并使用疊接式導線幾何形狀而不是并排(共平面)幾何形狀），也是改善EMI的有效方法，需要在最小間距和間隙安全規(guī)定平衡。

4，使用新的封裝如貼片低引線電感（如圖一），封裝電感是決定切換時間的關(guān)鍵參數(shù)，而切換時間與開關(guān)速度和EMI等密切相關(guān)，需要在的封裝和熱性能平衡。

5，新的數(shù)控技術(shù)（如頻率抖動， 軟開關(guān)技術(shù)等） 對低和高頻段的EMI有好處 。

6，使用緩沖器（如RCD） 對Vds振蕩尖峰做吸收（如圖二），也能明顯改善Vds抖動和EMI（如圖三所示測試結(jié)果），但是需要在效率和EMI平衡。相比于調(diào)節(jié)Rg，該方案相對高效。
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結(jié)論: 以上是富昌電子與客戶工程師交流總結(jié)的EMI方案，供參考。 由于EMI的產(chǎn)生原因和機理不同，方案也不一樣，有時需要多種方案綜合評估。如需進一步探討，請聯(lián)系富昌電子技術(shù)方案中心。

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關(guān)鍵字： 碳化硅，SiC，SiC MOSFET，EMI改善，新能源汽車，儲能，富昌電子
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參考文獻：
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1. EMI Prediction Method for SiC Inverter by Developing an Accurate Model of Power Device.
2. How to Minimize EMI and Switching Loss When Using SiC MOSFETs
3. Switching Fast SiC FETs with a Snubber.
4. Challenges in Switching SiC MOSFET without Ringing.