MOSFET di/dt和dv/dt分开控制方法-KIA MOS管
功率 MOSFET 的开关过程
功率 MOSFET 的开通过程中可以分为 4 个阶段，关断过程的基本原理和开通过程相类似，以前的文章对其进行过非常详细的叙述，N 沟道功率 MOSFET 放在低端直接驱动的波形如图 1 所示。
图 1：功率 MOSFET 的开通过程
阶段 3（t2-t3）为米勒平台，VGS 电压保持米勒平台电压 VGP，整个过程中，VDS 电压逐渐下降到低的电压值，ID 电流保持不变。
若功率 MOSFET 使用 N 管或 P 管放在高端，工作原理类似，工作的波形如下图 2 所示。
图 2：N-MOSFET 放在高端的开通波形
图 3：P-MOSFET 放在高端
图 4：P-MOSFET 放在高端开通波形
di/dt 和 dV/dt 的分开独立控制
由前面的分析可以知道，在阶段 2：t1-t2 的开通过程中，漏极电流 ID 不断增加，VDS 保持不变，这个过程主要控制着回路的电流变化率 di/dt。
在驱动电源 VCC 和驱动芯片的驱动能力确定的条件下，驱动电路的 RG 以及 Ciss 决定着开通过程的电流变化率 di/dt。外加 G、S 的电容 CGS1 调节开通过程的 di/dt 的波形如图 5 所示。
图 5：外加 G、S 电容 CGS1 开通波形
在阶段 3：t2-t3 的开通过程中，漏极电流 ID 保持不变，VDS 不断降低，这个过程主要控制着回路的电压变化率 dV/dt。在驱动电源 VCC 和驱动芯片的驱动能力确定的条件下，驱动电路的 RG 以及 Crss 决定着开通过程的电压变化率 dV/dt。
实际应用过程中，功率 MOSFET 的 Crss 非常小，而且是非线性的，随着电压的变化而变化，变化的幅值也非常大，单独用 Crss 和 RG 来控制 dV/dt，dV/dt 控制精度差。
如果系统的 dV/dt 控制精度要求比较高，也就是输出电压的上电时间的控制精度要求比较高，而且上电时间也比较长，需要在 G 极和 D 极之间外加一个的电容 CGD1，CGD1 值远大于 Crss，功率 MOSFET 内部寄生的非线性电容 Crss 的影响可以忽略，dV/dt 的时间主要由外加的线性度好的外加电容 CGD1 控制，就可以比较准确的控制功率 MOSFET 的 dV/dt 的时间。
图 6：外加 G、D 电容 CGD1 开通波形
完整的外围电路，包括 G 极电阻总和 RG，RG 并联快关断二极管 D1，功率 MOSFET 的 G、S 外加电容 CGS1，G、D 外加电容 CGD1 和电阻 RGD，如图 7 所示，其中 RG 为 G 极电阻总和，包括功率 MOSFET 内部电阻、驱动芯片上拉电阻和外加串联电阻 RG1。
图 7：负载开关和热插拨完整外围电路
本文所介绍的 di/dt 、dV/dt 分开单独控制的方法同样可以用在其它系统，特别是电机控制应用，在电机控制系统的主功率板，功率 MOSFET 或 IGBT 的驱动电路并联有外部的电容 CGS 或 CGE，其调节方法和上面相同：
（1）通过调整驱动电路的 RG，来调整回路的 dV/dt
（2）然后调整驱动电路的并联电容 CGS，来调整回路的 di/dt
联系方式：邹先生
联系电话：0755-83888366-8022
手机：18123972950
QQ：2880195519
联系地址：深圳市福田区车公庙天安数码城天吉大厦CD座5C1
请搜微信公众号:“KIA半导体”或扫一扫下图“关注”官方微信公众号
请“关注”官方微信公众号:提供 MOS管 技术帮助
免责声明：本网站部分文章或图片来源其它出处，如有侵权，请联系删除。
