正在瀏覽一些舊筆記，偶然發現了我了解死時間的那一天。不，這不是我們都試圖忽視的致命時刻；在此期間，在半橋或全橋中打開和關閉 FET 至關重要。那么它是什么，為什么 FET 的開關如此重要？當數字電路遇到模擬電路時，獲得您想要的結果總會帶來一些樂趣，半橋和全橋也不例外。盡管我將研究這些特定的電路，但可以公平地說，相同的想法也可用于開關任何設備，例如打開和關閉 FET，具有準確的時序和控制。

下面我列出了橋梁一側的基礎知識，但刪除了一些組件，以便我們可以單獨查看主要功能。

驅動IC電路

該電路的工作原理是在操作階段從 HI 和 LO 輸出生成方波。這在理論上意味著一次只有一個設備處于開啟狀態，并且“A”點將在 0 伏和 + V 之間變化。您會看到有兩個電阻連接到 FET 的柵極。這些由數據表根據需要指定。它們限制在驅動器 IC 和 FET 柵極之間流動的電流。這些器件中的柵極包含一個小電容器，它只是 FET 功能的一部分。因此，當柵極電壓 (Vgs) 在 0 到 15 伏之間擺動時，該電容器需要充電。然后它需要在柵極恢復到 0 伏時放電。驅動器 IC 可以切換相當高的瞬時電流，但電阻器可以限制這一點。我還添加了齊納二極管，這是一種很好的做法，因為這可以防止柵極電壓超過開關電平（在這種情況下為 15 伏）或產生低于 -0.5 的負電壓。最后，我添加了一個電感器 (I)，它不是真正適合的設備，而是代表底部 FET 和驅動器 IC 的 0 伏參考之間的 PCB 電感（在本例中，驅動器側單獨連接到底部FET，但并不總是在這種類型的 IC 中可用）。

因此，如果在“A”處沒有任何連接，我們應該看到的只是電壓的過渡，而沒有電流從頂部流向底部。但是，我們有兩個 RC 電路，由 FET 中的電容器和影響 FET 柵極的串聯電阻器組成。我們看到的是一個設備慢慢打開，而另一個設備慢慢關閉。在中間點，FET 都部分導通，電流將流動。在我當時測試的電路中，橋上有 400Vdc，通過 FET 獲得 30 安培的電流持續大約 1nS——不好。這會導致更多的問題，而不僅僅是大電流浪涌和 EMC。PCB 中的大電流和我的隱形電感導致底部 FET 的源極出現電壓。這提升了 COM 連接，并且在該設備中具有開始再次關閉 FET 的效果（Vgs 降低）。

新型 FET 柵極電路

解決此問題的舊方法是在設備都關閉時產生一些死區時間，以防止大電流浪涌。這是通過改變為 FET 供電的電路來完成的。首先，我們希望在接通 FET 時通過增加電阻來減慢 FET 的充電速度 - 在這種情況下，從 4R7 到 22R。然后為了獲得真正快速的關斷時間，我使用了一個旁路二極管，允許驅動器 IC 快速將 FET 的柵極接地。在某些情況下，如果柵極電流很大，您可能仍然需要一個小電阻，例如 1R 與該二極管串聯，但通常僅二極管就可以完成這項工作。在我的電路中，這將分頻器的電流降低到 1 安培以下，當時是可以接受的。

死的時間

正如我所說，這段時間稱為“死區時間”，可以減少這種電路中發生的短路效應。然而，時代已經發展，死區時間控制現在已內置到驅動器 IC 甚至微控制器中。在上面的電路中，如果 HI 和 LO 信號在轉換之間有一個短暫的停頓，則不難看出，允許控制門的時序和 FET 的開關。死區時間不是對稱的，這可以在現代死區時間控制設備中看到。上面的電路在從高到低和從低到高時會有不同的電流浪涌。因此，新設備使用可以單獨配置的前置和后置定時器。您可以在下面看到來自 Microchip 控制器的典型時序安排。

前后計時

在這里很容易看到為死區時間控制電路供電的原始信號（PWM 發生器）。將時間設置為零，高端和低端一起切換。然后調整這些前后時間允許不對稱的死區時間。

這允許更有效的控制，并允許您減少電路設計中的損耗。您還可以減少可能影響 EMC 結果的噪音。死區時間和控制 FET 柵極開關可以進行重大改進，現代設備允許越來越好的控制。

編輯：hfy