正電壓浪涌對(duì)策和其效果介紹

正電壓浪涌對(duì)策

下圖顯示了同步升壓電路中LS導(dǎo)通時(shí)柵極－源極電壓的行為，該圖在之前的文章中也使用過。要想抑制事件（II），即HS（非開關(guān)側(cè)）的VGS的正浪涌，正如在上一篇文章的表格中所總結(jié)的，采用浪涌抑制電路的米勒鉗位用MOSFET Q2、或誤導(dǎo)通抑制電容器C1是很有效的方法（參見下面的驗(yàn)證電路）。

為了驗(yàn)證抑制電路的效果，將抑制電路單獨(dú)安裝在SiC MOSFET（SCT3040KR）的驅(qū)動(dòng)電路上并觀察了其波形。下面是所用SiC MOSFET的外觀和主要規(guī)格，僅供參考。

以下電路為用來驗(yàn)證的抑制電路，共四種：（a）無抑制電路，（b）僅有米勒鉗位用的MOSFET（Q2），（c）僅有鉗位用的肖特基勢壘二極管D2、D3、C2，（d）僅有誤導(dǎo)通抑制電容器C1。通過“雙脈沖測試”確認(rèn)了GS的浪涌電壓。

下面是使用了各驗(yàn)證電路的雙脈沖測試的波形。這是導(dǎo)通時(shí)的波形，從上到下依次顯示了開關(guān)側(cè)柵極－源極電壓（VGS_HS）、非開關(guān)側(cè)柵極－源極電壓（VGS_LS）、漏極－源極電壓（VDS）、和漏極電流（ID）。同時(shí)，給出了前述的抑制電路（a）、（b）、（c）的波形，并將上一篇文章中的正電壓抑制電路（b）的波形作為“（e）”一并列出。（e）的電路是配備了前述（b）～（d）所有抑制電路的電路。

從上面的波形圖中可以明顯看出，在沒有對(duì)策電路的（a）和只有鉗位SBD的（c）中，可以看到結(jié)果是未能抑制正浪涌電壓，VGS_LS波形隆起，并顯著超過了柵極導(dǎo)通閾值，ID也比其他電路大。也就是說，非開關(guān)側(cè)的MOSFET（在本例中為LS）發(fā)生了誤導(dǎo)通。

要想防止這種誤動(dòng)作，配備有米勒鉗位電路的對(duì)策電路 （b） 是必不可少的措施。而實(shí)際安裝米勒鉗位電路時(shí)，需要能夠驅(qū)動(dòng)米勒鉗位用MOSFET的控制信號(hào)。該信號(hào)需要在監(jiān)控VGS電壓的同時(shí)控制驅(qū)動(dòng)時(shí)序，一般情況下，很多驅(qū)動(dòng)IC都具有該功能，但如果使用不具有該控制功能的驅(qū)動(dòng)IC，則很難實(shí)現(xiàn)這種對(duì)策電路。

在這種情況下，如驗(yàn)證電路（d）所示，可以在MOSFET的柵極－源極間連接誤導(dǎo)通抑制電容器C1，作為浪涌對(duì)策電路。連接了誤導(dǎo)通抑制電容器C1時(shí)的導(dǎo)通波形如下圖所示。波形（a）是沒有C1的波形，波形（b）、（c）和（d）是有C1、C1分別為2.2nF、3.3nF和4.7nF時(shí)的波形。從圖中可以看出，與沒有C1的（a）相比，在具有C1的（b）、（c）和（d）中，VGS_LS的波形隆起更小，ID的導(dǎo)通浪涌也更小。

但是，從ID的波形中也可以看出，當(dāng)連接了誤導(dǎo)通抑制電容器C1時(shí)，導(dǎo)通動(dòng)作會(huì)根據(jù)其電容量而減慢，從而會(huì)導(dǎo)致開關(guān)損耗增加。因此，C1的容值應(yīng)該選用所需要盡量小的值。在此次的評(píng)估中，波形（b）所示的2.2nF可以說是正合適的。

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