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  • 案例探討正電壓浪涌的對(duì)策和其效果
    案例探討正電壓浪涌的對(duì)策和其效果
  • 案例探討正電壓浪涌的對(duì)策和其效果
  • 來(lái)源:硬件攻城獅  發(fā)布日期: 2024-01-27  瀏覽次數(shù): 2,383

    在上一篇浪涌抑制電路?中,給出了一個(gè)針對(duì)柵極-源極電壓中產(chǎn)生的浪涌的抑制電路示例。本文將會(huì)通過(guò)示例來(lái)探討正電壓浪涌的對(duì)策和其效果。

    正電壓浪涌對(duì)策

    右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(guò)。要想抑制事件(II),即HS(非開(kāi)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(jiàn)下面的驗(yàn)證電路)。

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    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。

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    以下電路為用來(lái)驗(yàn)證的抑制電路,共四種:(a)無(wú)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(shì)壘二極管D2、D3、C2,(d)僅有誤導(dǎo)通抑制電容器C1。通過(guò)“雙脈沖測(cè)試”確認(rèn)了GS的浪涌電壓。

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    下面是使用了各驗(yàn)證電路的雙脈沖測(cè)試的波形。這是導(dǎo)通時(shí)的波形,從上到下依次顯示了開(kāi)關(guān)側(cè)柵極-源極電壓(VGS_HS)、非開(kāi)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。

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    從上面的波形圖中可以明顯看出,在沒(méi)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(guò)了柵極導(dǎo)通閾值,ID也比其他電路大。也就是說(shuō),非開(kāi)關(guān)側(cè)的MOSFET(在本例中為L(zhǎng)S)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(méi)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(méi)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。

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    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(kāi)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(shuō)是正合適的。


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