驱动MOS的时候,有一对矛盾:如果考虑开关损耗,在导通和关闭的时候越快越好,但是这样会有上冲,导致震荡,导致EMI增大。这就需要考虑一个平衡点。
按照之前的理解,下面的MOS结构体中,有以下的重要参数需要特别考虑:
首先是Rg,之前的设计中没有重点考虑这个,这个决定了是否会产生震荡,EMI,主要做Lg产生的震荡电流的一个消耗。
Lg,主要是布线的时候需要注意,宽一点的线路,可以让Lg更小,减小波形震荡。
另外一个是C1,栅极提供的电流主要就是为了充电,充满过程中,MOS慢慢打开,也就是说,这个电容决定了充电的速度。当然就决定了MOS的发热。其他的参数嘛,考虑的不多。
但是实际上,忽略了一个很重要的东西,就是C3,输入电容应该是CISS=CGS+CGD,CGS这个好理解,而CGD这个会产生什么样的效果呢?
上图的GGD就是米勒电荷。其实QGS这个区域,因为漏极电压不变,MOS没有导通,所以不会造成太大的发热,而GQD这个时候,栅极电荷积聚,但是VGS没有增高,但是漏极开始导通,导致发热。
如果能够提供最理想的电流,最理想的驱动波形应该是这样的:
第一阶段快速上升到门限电压
第二阶段缓慢上升,这样可以使得漏极电流值不会上升太快。
第三阶段,就需要快速上升,使漏极电压快速下降,以减小发热的产生。
第四阶段,这样就不会有震荡的产生。
通过上面的分析可以看出,QGD是一个比较大,并且影响发热的主要参数,在设计的时候需要特别考虑到。
以IRF540N为例,其电荷参数如下:
这里,还需要重点理解一下米勒效应:
在导通过程中,栅极同时开始对CGD和CGS充电,然后漏极开始导通,导通过程中,VDS下降,导致CGD开始放电,所以需要继续补充电荷,所以这个过程中VGS没有变化。
上升的时候是这样,在关闭的时候,因为VDS瞬间上升,会通过CGD向CGS充电,会导致二次导通,烧坏MOS管!!!
所以需要提供一个快速放电的回路,通常有并联快速二极管,或者在GS并联一个大电阻来解决。
用户1714690 2014-3-10 12:24
用户343153 2014-3-10 11:25