在本文中，我們將對(duì)相應(yīng)的對(duì)策進(jìn)行探討。關(guān)于柵極－源極間電壓產(chǎn)生的浪涌，在之前發(fā)布的Tech Web基礎(chǔ)知識(shí) SiC功率元器件 應(yīng)用篇的“SiC MOSFET：橋式結(jié)構(gòu)中柵極－源極間電壓的動(dòng)作”中已進(jìn)行了詳細(xì)說明。

 

什么是柵極－源極電壓產(chǎn)生的浪涌？

 

右側(cè)的電路圖是在橋式結(jié)構(gòu)中使用SiC MOSFET時(shí)最簡(jiǎn)單的同步升壓（Boost）電路。在該電路中，高邊（以下稱“HS”）SiC MOSFET與低邊（以下稱“LS”）SiC MOSFET的開關(guān)同步進(jìn)行開關(guān)。當(dāng)LS導(dǎo)通時(shí)，HS關(guān)斷，而當(dāng)LS關(guān)斷時(shí)，HS導(dǎo)通，這樣交替導(dǎo)通和關(guān)斷。
 

 

由于這種開關(guān)工作，受開關(guān)側(cè)LS電壓和電流變化的影響，不僅在開關(guān)側(cè)的LS產(chǎn)生浪涌，還會(huì)在同步側(cè)的HS產(chǎn)生浪涌。

 

下面的波形圖表示該電路中LS導(dǎo)通時(shí)和關(guān)斷時(shí)的漏極－源極電壓（VDS）和漏極電流（ID）的波形，以及柵極－源極電壓（VGS）的動(dòng)作。橫軸表示時(shí)間，時(shí)間范圍Tk（k=1～8）的定義如下：

 

T1: LS導(dǎo)通、SiC MOSFET電流變化期間

T2: LS導(dǎo)通、SiC MOSFET電壓變化期間

T3: LS導(dǎo)通期間

T4: LS關(guān)斷、SiC MOSFET電壓變化期間

T5: LS關(guān)斷、SiC MOSFET電流變化期間

T4～T6: HS導(dǎo)通之前的死區(qū)時(shí)間

T7: HS導(dǎo)通期間（同步整流期間）

T8: HS關(guān)斷、LS導(dǎo)通之前的死區(qū)時(shí)間

 

 

在柵極－源極電壓VGS中，發(fā)生箭頭所指的事件（I）～（IV）。每條虛線是沒有浪涌的原始波形。這些事件是由以下因素引起的：

 

事件(I)、(VI) → 漏極電流的變化（dID/dt）

事件(II)、(IV) →漏極－源極電壓的變化（dVDS/dt）

事件(III)、(V) →漏極－源極電壓的變化結(jié)束

 

在這里探討的“柵極-源極電壓產(chǎn)生的浪涌”就是指在這些事件中尤其影響工作的LS導(dǎo)通時(shí)HS發(fā)生的事件（II）以及 LS關(guān)斷時(shí)HS發(fā)生的事件（IV）。

 

關(guān)鍵要點(diǎn)

 

●    近年來，SiC MOSFET被越來越多地用于電源和電力線路中的開關(guān)應(yīng)用，SiC MOSFET工作速度非常快，快到已經(jīng)無法忽略由于SiC MOSFET其自身封裝電感和外圍電路布線電感帶來的影響。

●    因此，特別是SiC MOSFET，可能會(huì)在柵極-源極間電壓中產(chǎn)生意外的浪涌，需要對(duì)此采取對(duì)策。

 

 

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