本文探討了一種用于 3.3kV SiC MOSFET 的新型隔離柵極驅動器設計，采用變壓器進行高效驅動。其中，兩個 VHF 調制諧振反激式轉換器工作在 20 MHz，用于生成 PWM 信號和提供柵極驅動電力。

一、高壓絕緣特性

通過一種設計優化的 PCB 空心變壓器提供高達 15 kV RMS 的高壓絕緣特性。這種變壓器的低耦合電容（5pF）確保即使在 SiC MOSFET 高 dv/dt 的條件下也具有出色的抗噪聲性能。文中還將展示一系列關于 3.3kV SiC MOSFET 的實驗結果，以證明本設計方案的有效性。

二、隔離柵極驅動器配置

對于高壓 SiC MOSFET，采用圖1(a)所示的隔離柵極驅動器配置，該系統中需要一個隔離的柵極驅動電源（GDPS），而光纖通常用于傳輸 PWM 信號，以確保信號路徑上的良好隔離性和低寄生電容。盡管使用光纖的成本較高，且需要多個隔離電源，但它提供了可靠的解決方案。

三、無線及光功率傳輸解決方案

文中討論了無線電力傳輸（WPT）和基于光功率傳輸的 GDPS 作為替代方案，盡管它們能夠降低耦合電容，但通常轉換功率較低（< 1W）且效率低于 25%。采用感應功率傳輸的 GDPS 可以為多個次級接收器提供電力，但存在初級發射器故障導致所有次級側柵極電壓失控的風險。

四、基于 PCB 的變壓器設計

采用基于 PCB 的空心變壓器設計，通過使用高介電強度的材料（如 Arlon-DiClad-880）以及優化的 PCB 結構設計，旨在提高絕緣特性和降低耦合電容，從而提供更好的性能和可靠性。

五、實驗評估和效果展示

為評估所提出的解決方案，構建了一個實驗原型，實驗結果表明最大輸出功率為 1.5W@17Ω，足以驅動 3.3kV SiC MOSFET。此外，通過雙脈沖測試（DPT）進一步評估了隔離柵極驅動器的性能，驗證了設計的高效性和穩定性。