功率器件的開關過程是一個復雜的過程,無論是MOS還是IGBT,在使用中或多或少都會遇到震蕩現象。
總結說來:
①在MOS開關過程中,如果柵極電阻較小,發生了柵極電壓震蕩,多半是因為MOS源極寄生電感太大導致。根據U=L*di/dt,我們可以知道,柵極電阻小,開通速度快,即di/dt大,如果L(寄生電感)也大,在寄生電感上產生的電壓更大。這種震蕩的特點是柵極電壓有過沖現象,超過米勒平臺電壓后下降,在米勒平臺附近產生柵極電壓震蕩。
②如果柵極電阻較大,柵極電壓升到米勒平臺后發生跌落并引起米勒平臺附近的震蕩,多半是因為DS電壓變化太快,米勒電容較大導致。根據I=C*dv/dt,米勒電容充放電會產生一個很大的電流,快速抽走柵極電容上的電荷,柵極電壓跌落引起震蕩。
③在半橋電路中,如果是感性負載,反向恢復電流是一個不可忽視的、可能造成柵極波形震蕩的原因。反向恢復電流會使DS電壓急劇上升。因此選MOS時要關注一下器件的反向恢復時間。下圖是IGBT的驅動,原理和MOS一樣:
如下仿真,U1是一個容值隨電壓變化的電容。該電容是模擬Cgd,增加該電容以及去掉該電容可模擬兩種不同容值的Cgd對柵極電壓的影響。
以下為對比結果,同一個柵極電阻,可看到Cgd較大時會引發震蕩:
在看一下寄生電感的影響,對比一下100pH和1nH的區別:
可以看到由于寄生電感導致的米勒平臺震蕩的特點是電壓過沖,并且寄生電感越大震蕩幅度越大。
審核編輯:郭婷
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原文標題:米勒平臺震蕩的幾個原因
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