碳化硅（SiC）MOS模塊并聯使用能提升系統功率容量，但也面臨諸多挑戰。以下從問題分析、解決方案、器件及驅動要求、注意事項等方面進行詳細闡述：

一、并聯使用中的主要問題

靜態電流不均衡原因：器件導通電阻（Rds(on)）差異、熱分布不均導致溫度漂移。

影響：電流集中導致局部過熱，加速器件老化。

動態電流不均衡原因：驅動信號不同步、閾值電壓（Vth）差異、輸入電容（Ciss）不一致、寄生參數不對稱。影響：開關瞬態電流尖峰差異，引發電壓應力不均和EMI問題。

寄生參數影響原因：布局不對稱導致功率回路電感（Lp）和柵極回路電感（Lg）差異。

影響：開關速度不一致，振鈴現象加劇，可能觸發誤開通。

熱耦合效應原因：溫度升高導致Rds(on)增大，形成熱-電正反饋。影響：電流向低溫模塊轉移，加劇熱失控風險。

二、解決方案

器件級優化參數匹配：篩選Vth、Ciss、Rds(on)一致的模塊，批次內參數離散度控制在±10%以內。

封裝選擇：優先采用低電感封裝（如Kelvin源極引腳），減少內部寄生電感。

驅動電路設計同步驅動：采用多通道隔離驅動芯片，確保各模塊的驅動信號上升/下降時間偏差<5ns。

阻抗匹配：為每個模塊配置獨立柵極電阻（Rg），平衡開關速度。

有源控制：集成動態均流技術（如電流傳感器反饋調節驅動電壓）。

布局與布線優化對稱設計：功率回路和驅動回路采用鏡像對稱布局，確保各支路寄生電感一致。

低電感設計：使用多層PCB，縮短功率回路長度，推薦回路電感<10nH。

Kelvin連接：獨立驅動回路和功率源極，避免共用路徑引入感應電壓。

熱管理均溫設計：采用銅基板或均熱板，保證模塊間溫差<5℃。

散熱冗余：散熱器熱阻需低于0.1℃/W，并預留20%以上余量。

保護與監測實時監測：為每個并聯支路配置電流傳感器（如羅氏線圈或分流電阻），檢測偏差>15%時觸發保護。

故障隔離：設計快速關斷電路（如去飽和檢測），防止單模塊失效導致系統崩潰。

三、對器件及驅動電路的要求

器件要求參數一致性：Vth、Ciss、Coss等關鍵參數的批次內離散度需嚴格管控。

溫度特性：Rds(on)溫度系數需平緩（典型值：0.5%/℃），避免高溫下電流轉移。

封裝兼容性：支持低電感互連，如Press-fit或燒結技術。

驅動電路要求驅動能力：峰值驅動電流需≥5A，以快速充放電Ciss（典型值：3-5nC）。

抗干擾設計：共模瞬態抗擾度（CMTI）>100kV/μs，防止開關噪聲誤觸發。

負壓關斷：推薦使用-5V關斷電壓，抑制米勒效應導致的誤開通。

    （目前業內暫無單一芯片驅動多模塊的應用案例，做好碳化硅模塊并聯應用仍然存在一定的技術難度）

四、注意事項

避免共享驅動源：每個模塊應獨立驅動，防止柵極串擾。

動態測試驗證：在雙脈沖測試中驗證開關波形同步性（建議使用帶寬≥1GHz示波器）。

老化篩選：對并聯模塊進行高溫反偏（HTRB）測試，剔除早期失效器件。

EMI抑制：在直流母線端并聯高頻電容（如薄膜電容），推薦值≥2μF/kW。

五、總結

碳化硅MOS并聯需從器件匹配、驅動同步、布局對稱、熱均衡四方面協同優化。通過參數篩選、有源控制、低電感設計及實時監測，可顯著提升并聯系統可靠性。未來趨勢將傾向于集成化智能驅動方案，內置自適應均流算法，以簡化設計復雜度。