了解栅极-源极电压浪涌

2024-01-24

什么是栅极-源极电压产生的浪涌?

下面的电路图是在桥式结构中使用SiC MOSFET时最简单的同步升压(Boost)电路。在该电路中,高边(以下称“HS”)SiC MOSFET与低边(以下称“LS”)SiC MOSFET的开关同步进行开关。当LS导通时,HS关断,而当LS关断时,HS导通,这样交替导通和关断。

由于这种开关工作,受开关侧LS电压和电流变化的影响,不仅在开关侧的LS产生浪涌,还会在同步侧的HS产生浪涌。

了解栅极-源极电压浪涌 (https://ic.work/) 电源管理 第1张

下面的波形图表示该电路中LS导通时和关断时的漏极-源极电压(VDS)和漏极电流(ID)的波形,以及栅极-源极电压(VGS)的动作。横轴表示时间,时间范围Tk(k=1~8)的定义如下:

T1: LS导通、SiC MOSFET电流变化期间

T2: LS导通、SiC MOSFET电压变化期间

T3: LS导通期间

T4: LS关断、SiC MOSFET电压变化期间

T5: LS关断、SiC MOSFET电流变化期间

T4~T6: HS导通之前的死区时间

T7: HS导通期间(同步整流期间)

T8: HS关断、LS导通之前的死区时间

了解栅极-源极电压浪涌 (https://ic.work/) 电源管理 第2张

在栅极-源极电压VGS中,发生箭头所指的事件(I)~(IV)。每条虚线是没有浪涌的原始波形。这些事件是由以下因素引起的:

事件(I)、(VI) → 漏极电流的变化(dID/dt)

事件(II)、(IV) →漏极-源极电压的变化(dVDS/dt)

事件(III)、(V) →漏极-源极电压的变化结束

在这里探讨的“栅极-源极电压产生的浪涌”就是指在这些事件中尤其影响工作的LS导通时HS发生的事件(II)以及 LS关断时HS发生的事件(IV)。

 

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