MOSFET柵極驅(qū)動電路重要參數(shù)解讀:導通電阻+驅(qū)動功率
以下內(nèi)容中,小編將對MOSFET柵極驅(qū)動電路的相關(guān)內(nèi)容進行著重介紹和闡述,希望本文能幫您增進對MOSFET柵極驅(qū)動電路的了解,和小編一起來看看吧。
驅(qū)動電路(Drive Circuit),位于主電路和控制電路之間,用來對控制電路的信號進行放大的中間電路(即放大控制電路的信號使其能夠驅(qū)動功率晶體管),稱為驅(qū)動電路。下面,我們來看看MOSFET柵極驅(qū)動電路中的兩個重要參數(shù)。
一、MOSFET柵極驅(qū)動電路導通電阻
在低VGS時,一些SiC器件的導通電阻與結(jié)溫特性之間的關(guān)系曲線看起來是拋物線*(由于內(nèi)部器件特性的組合)。(*這適用于安森美M1和M2 SiC MOSFET。)當VGS = 14 V時,RDS似乎具有負溫度系數(shù)(NTC)特性,即電阻隨溫度升高而降低。SiC MOSFET的這一獨特特征直接歸因于其低增益,這意味著如果兩個或更多的SiC MOSFET并聯(lián)工作在低VGS(負溫度系數(shù))下,可能會導致災難性損壞。因此,只有當VGS足以確??煽康恼郎囟认禂?shù)工作時(即VGS>18V),才建議將SiC MOSFET并聯(lián)工作。
圖1:M1或M2 SiC MOSFET的導通電阻與結(jié)溫之間的關(guān)系曲線 新一代M3 SiC在所有VGS和所有溫度范圍都顯示正溫度系數(shù)
圖2:M3 SiC MOSFET的導通電阻與結(jié)溫之間的關(guān)系曲線
二、MOSFET柵極驅(qū)動功率解讀
MOSFET柵極驅(qū)動電路消耗的功率隨著其頻率而成比例地增大。本節(jié)介紹了柵極驅(qū)動電路(圖1.8中所示)的功耗。
在圖1.8中,通過柵極電阻器R1在MOSFET的柵極端子和源極端子之間施加了柵極脈沖電壓 VG。假設(shè)VGS從0V升高至VG(圖1.9為的10V)。VG足以開通MOSFET。MOSFET一開始處于關(guān)斷狀態(tài),在VGS從0V升高至VG時開通。在此瞬態(tài)開關(guān)期間流過的柵電流計算如下:
從驅(qū)動電源供應(yīng)的能量減去在柵極中積累的能量可以得出柵極電阻器消耗的能量。
關(guān)斷期間,在柵極中積累的能量就是柵極電阻器消耗的能量。
每個開關(guān)事件消耗的能量E等于驅(qū)動電路供應(yīng)的能量。將E乘以開關(guān)頻率fsw,可計算出柵極驅(qū)動電路PG的平均功耗:
柵極驅(qū)動電路的平均功耗Pg也可以用輸入電容表示為:
但這樣計算得出的 PG 值和實際功率損耗有很大出入。這是因為CISS包括具有米勒電容的柵漏電容 CGD,因此是VDS的函數(shù),且柵源電容CGS是VGS的函數(shù)。
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