針對負電壓浪湧的對策及其效果
發布時間:2022-02-11 責任編輯:wenwei
【導讀】繼上一篇“正電壓浪湧對策”之後,本文將會通過示例來看針對負電壓浪湧的對策及其效果。
本文的關鍵要點
・通過采取措施防止SiC MOSFET中柵極-源極間電壓的負電壓浪湧,來防止SiC MOSFET的LS導通時,SiC MOSFET的HS誤導通。
・具體方法取決於各電路中所示的對策電路的負載。
・如果柵極驅動IC沒有控製功能,則很難通過米勒鉗位進行抑製。
・作為米勒鉗位的代替方案,通過結合使用鉗位肖特基勢壘二極管和誤導通抑製電容器,與正浪湧之間取得平衡,從而達到優化的目的。
繼上一篇“正電壓浪湧對策”之後,本文將會通過示例來看針對負電壓浪湧的對策及其效果。
關於SiC功率元器件中柵極-源極間電壓產生的浪湧,在之前發布的R課堂基礎知識 SiC功率元器件 應用篇的“SiC MOSFET:橋式結構中柵極-源極間電壓的動作”中已進行了詳細說明。
負電壓浪湧對策
下圖顯示了同步升壓電路中LS關斷時柵極-源極電壓的行為,該圖在之前的文章中也使用過。要想抑製事件(IV),即HS(非開關側)的VGS的負浪湧,正如在上一篇文章“浪湧抑製電路”的表格中所總結的,采用浪湧抑製電路的米勒鉗位用MOSFET Q2、或鉗位用SBD(肖特基勢壘二極管)D3是很有效的方法(參見下麵的驗證電路)。
下麵的電路是上一篇中用來驗證正浪湧對策的抑製電路。使用“(a)無抑製電路、(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、(d)僅有誤導通抑製電容器C1”這四種電路,通過“雙脈衝測試”確認了VGS的浪湧電壓。
下麵是雙脈衝測試中關斷時的波形、從上到下依次顯示了開關側柵極-源極電壓(VGS_HS)、非開關側柵極-源極電壓(VGS_LS)、漏極-源極電壓(VDS)和漏極電流(ID)。圖中一並列出了前述的抑製電路(a)、(b)、(c)、以及同時具備抑製電路(b)和(c)的電路(e)的波形。
從這個波形圖中可以看出,除了沒有對策電路的(a)外,其他任何一個抑製電路都可以消除負浪湧。
接下來,請看僅連接了誤導通抑製電容器C1的驗證電路(d)在雙脈衝測試中的關斷波形。電路圖與上麵給出的電路圖一樣。波形(a)是沒有C1的比較用波形,波形(b)、(c)和(d)是有C1、C1分別為2.2nF、3.3nF和4.7nF時的波形。與不加C1的(a)相比,加了C1的波形(b)、(c)、(d)中,VGS_LS的負浪湧略有降低,但效果並不明顯。因此,作為對策,需要從抑製電路(b)和(c)中作出選擇,但由於(c)不能抑製正浪湧,所以最終選擇(b)。如果米勒鉗位控製困難且無法選擇抑製電路(b),則需要通過結合使用(c)和(d)來測試和優化整個係的效率。
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