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2020.08.19 SiC功率元器件

桥式电路的开关产生的电流和电压

SiC MOSFET:桥式结构中栅极-源极间电压的动作

上一篇文章中,对SiC MOSFET桥式结构的栅极驱动电路的导通(Turn-on)/关断( Turn-off)动作进行了解说。本文将介绍在SiC MOSFET这一系列开关动作中,SiC MOSFET的VDS和ID的变化会产生什么样的电流和电压。

下面的电路图是SiC MOSFET桥式结构的同步式boost电路,LS开关导通时的示例。电路图中包括SiC MOSFET的寄生电容、电感、电阻,HS和LS的SiC MOSFET的VDS和ID的变化带来的各处的栅极电流(绿色线)。

ID的变化dID/dt所产生的电压

ID的变化将会产生下述公式(1)所示的电压。

这是由于存在于SiC MOSFET源极的寄生电感中流过ID而产生的电压,是由电路图中的(I)引起的。该电压会使电流(I’)流过。

VDS的变化dVDS/dt所产生的电流

以HS为例,当SiC MOSFET关断、VDS变化时,Gate-Drain寄生电容CGD中会流过电流ICGD。如电路图所示,该电流分为Gate-Source寄生电容CGS侧流过的电流ICGD1:(II)-1和栅极电路侧流过的电流ICGD2:(II)-2。当VDS开始变化时,栅极电路侧的阻抗较大,因此大部分ICGD都在CGS侧,此时的ICGD1如公式(2)所示。

从公式可以看出,当CGD较大时或CGD/CGS的比值变小时,ICGD1会增加。

dVDS/dt和dID/dt既可以为正也可以为负,所以因它们而产生的电流和电压的极性在导通(Turn-on)和关断(Turn-off)时是不同的。在下一篇文章中将会进一步详细解说。

关键要点:

・由于SiC MOSFET栅极驱动电路开关动作中的SiC MOSFET的VDS和ID的变化,在电路中会因寄生电容或电感而产生电流和电压。

・在SiC MOSFET桥式电路中,dVDS/dt和dID/dt可以为正也可以为负,所以因它们而产生的电流和电压的极性在导通(Turn-on)和关断(Turn-off)时是不同的。

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