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发布时间:2024-05-10作者来源:澳门新葡萄新京威尼斯987浏览:1758
栅极-源极电压产生的浪涌是指在功率半导体器件(如MOSFET和IGBT)工作时,由于电压和电流的变化导致栅极和源极之间出现的意外、瞬时的电压波动现象。这种现象通常会在开关操作时出现,特别是在高速开关过程中更为显著。
在近年来的电源应用和电力线路中,SiC MOSFET的应用速度与日俱增,其工作速度非常快。这导致开关时的电压和电流的变化已经无法忽略SiC MOSFET本身的封装电感和外围电路的布线电感的影响。特别是栅极-源极间电压,当SiC MOSFET本身的电压和电流发生变化时,可能会发生意想不到的正浪涌或负浪涌,需要采取对策来应对这种情况。
在本文中,我们将对应对栅极-源极电压浪涌的措施进行探讨,并为相关问题提供解决方案。
什么是栅极-源极电压产生的浪涌?
在下方所示的电路图中,展示了一种在桥式结构中使用SiC MOSFET时最简单的同步升压(Boost)电路。在这个电路中,高边(HS)SiC MOSFET与低边(LS)SiC MOSFET的开关同步进行开关。具体来说,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。
由于这种开关工作方式,受到开关侧LS电压和电流变化的影响,不仅在开关侧的LS会产生浪涌,同步侧的HS也会产生浪涌。
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
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
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