电力系统是一个由电气元件组成的复杂网络，用于向各种负载产生、传输和分配电力。栅源环路和电源环路是构成电源系统的两个主要环路。为开关器件（例如 IGBT 或碳化硅 MOSFET）供电的控制电路称为栅源环路。栅极驱动器、栅极电阻、栅极电容和栅极电感构成栅源环路，器件的性能和开关速度由栅源环路设置。
　　传输负载电压和电流的初级电路是功率环路。该环路由电源、开关器件、负载和封装电感、PCB走线电感和杂散电感等寄生元件组成。因此，电力系统的可靠性和效率受到电力环路的影响。
　　电力系统中的回路相互联系并相互影响。电源环路和栅源环路都会影响器件的开关方式，在电源系统环路中，寄生电感可能会导致多种问题，包括开关损耗、意外导通、电压过冲和开关过程中的振荡。为了降低寄生电感并充分利用SiC器件，改进电源系统环路的设计和架构至关重要。

　　

　　电源系统电路中的栅源环路和电源环路（Microchip Technology）
　　感应效应的来源和后果
　　在电源系统环路中，电感效应是由元件和布局的寄生电感引起的。寄生电感是任何物理导体中固有的不需要的电感。它们由导体的几何形状、长度和接近程度决定。寄生电感会对电源系统的性能和可靠性产生负面影响。感应效应的一些常见后果是：
　　电压过冲：当开关器件关断时，由于寄生电感的影响，功率环路中的电流不能瞬时改变。寄生电感会导致器件上出现电压尖峰，该电压尖峰可能会超过其击穿电压并损坏器件。
　　开关振荡：寄生电感和器件电容形成谐振电路，会在开关节点引起振铃。振铃会增加开关损耗、电磁干扰和噪声敏感性。
　　无意开启：电压尖峰和振铃可通过米勒电容耦合至栅源环路，并导致器件误开启。这可能导致短路和直通电流。
　　开关损耗：寄生电感会减慢开关速度并增加开关时间。当电压和电流都很高时，这会延长过渡期，从而导致更高的开关损耗。

　　断电期间电压过冲问题。

　　断电期间的电压过冲问题（Microchip Technology）
　　因此，有必要降低电力系统回路中的寄生电感，以避免这些问题，提高电力系统的效率和可靠性。
　　利用 Microchip SP6LI 封装的 SiC 功能
　　与传统硅器件相比，SiC 器件具有许多优势，例如更高的击穿电压、更低的导通电阻、更快的开关速度和更高的工作温度。然而，要充分发挥SiC器件的潜力，需要有合适的封装来满足电源系统的大电流、高频和高效率要求。
　　Microchip 的 SP6LI 封装是一种新颖的解决方案，旨在降低寄生电感并释放 SiC 器件的性能。SP6LI 封装是一个相脚模块，由半桥配置中的两个 SiC MOSFET 和两个 SiC肖特基二极管组成。SP6LI 封装具有 2.9 nH 的极低杂散电感，这是通过使用对称布局、直接键合铜基板和低环路面积实现的。
　　SP6LI 封装为电源系统提供了多项优势，例如：
　　更低的电压过冲：SP6LI 封装的低电感可降低关断期间器件上的电压尖峰，从而保护器件免受过压应力并提高可靠性。
　　更快的开关速度：SP6LI封装的低电感可实现更快的开关转换和更高的开关频率，从而降低开关损耗并提高功率密度。
　　更高的效率：SP6LI封装的低电感限度地减少了开关损耗和传导损耗，从而提高了电源系统的效率和热性能。
　　更高的功率密度：SP6LI封装具有紧凑的外形尺寸和高额定电流，允许并联较少数量的模块来实现完整的系统，这有助于设计人员进一步缩小设备尺寸。
　　降低电感并说明长期节能
　　为了证明 SP6LI 封装的电感降低，Microchip 在相同条件下与传统 D3 封装进行了比较测试。测试结果表明，SP6LI封装在开关节点处的电压过冲和振铃明显低于D3封装，表明寄生电感更低。与D3封装相比，SP6LI封装还具有更短的开关时间和更低的开关损耗，从而实现更高的开关频率和更高的效率。