영-전압 스위칭 회로에서 작은 Negative Spike 및 스위칭 Ringing을 가지는 WBG 전력반도체용 게이트 드라이버

Abstract

SiC MOSFET 기반 영-전압 스위칭 회로는 고속 스위칭에 유리하기 때문에 높은 전력 밀도와 고효율을 달성 할 수 있다. 그러나 고속 스위칭 시 하프 브릿지와 같은 Leg 구조에서 Crosstalk에 의해 게이트-소스에 Negative Spike 전압이 형성된다. 또한 스너버 커패시터와 Common-Source-Inductance (CSI) 간의 공진에 의해 Ringing이 발생한다. SiC MOSFET은 Si 소자에 비해 낮은 게이트 정격을 가지기 때문에 신뢰성 확보를 위해 Negative Spike와 Ringing은 저감 되어야한다. 본 논문은 SiC MOSFET 기반 영-전압 스위칭 회로에서 게이트-소스의 Negative Spike 전압과 Ringing 저감을 위한 게이트 드라이버 회로를 제안한다. 제안된 게이트 드라이버 회로는 Active 스위치를 통해 구간별 효과적인 임피던스 경로를 제공하여, 게이트-소스의 안정적인 구동 범위를 확보 할 수 있다. 제안한 회로의 성능은 PSPICE 시뮬레이션을 통해 유효성이 검증된다.