如何防止MOSFET自开通?3款实用电路直接拿去!
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MOSFET将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对MOSFET自开通的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。
一、MOSFET自开通指的是什么
MOSFET自开通是指在MOSFET的开通过程中,不需要外部驱动电路提供额外的电压或电流,MOSFET自身就能够实现开通状态。这种情况通常发生在MOSFET的开关周期中,当其内部的寄生二极管或并联的肖特基二极管先导通,随后MOSFET本身才导通,实现了0电压导通(ZVS),即零电压开关。这种自开通的特性使得MOSFET在开通时的开关损耗非常小,几乎可以忽略不计,因此,在设计和选择MOSFET时,主要需要考虑的是其导通电阻(RDS(ON))所产生的导通损耗,而不需要过多考虑电容值(Crss)。此外,为了实现MOSFET在整个开关周期都工作于ZVS状态,需要利用外部条件和电路特性,确保其在开通和关断过程中都能实现理想的开关条件,从而最大限度地减少开关损耗,提高能源利用效率。
二、如何防止MOSFET自开通
有三种方法可以防止出现自开通现象:
(1)、在栅极和源极之间添加一个电容器
在栅极和源极之间插入的电容器会吸收因dv/dt 产生的漏栅电流。该电路如图4.10中所示。由于栅源电容器与Cgs在MOSFET内部并联连接,因此栅极电荷会增加。如果栅极电压固定,您可以通过改变栅极电阻器值来保持MOSFET的开关速度不变,但这样会增大消耗的驱动功率。
(2)米勒箝位电路
米勒箝位电路利用开关器件使MOSFET的栅极与源极之间的通路发生短路。通过在相关MOSFET的栅极和源极之间添加另一个MOSFET来实现短路。在图4.11中,如果电压降至预定义电压以下,低于米勒电压,则通过比较器提供逻辑高,开通栅极和源极之间的 MOSFET。而这样又会使输出MOSFET的栅源通路发生短路,并抑制通过反馈电容器 Crss 和栅极电阻器的电流导致的栅极电压升高。
(3)可将关断栅极电压驱动到负值,避免其超过 Vth。但这种方法需要负电源。
我们使用图4.12中所示的电路模拟自开通现象。自开通由iDG(dv/dt 电流)和栅极电阻造成,会导致发生误开通。
在反向恢复模式中,如果Q2在电感负载电流通过Q1的二极管回流时开通,电感电流会流过Q2,导致相关的二极管关断。我们研究了对关断状态的 MOSFET 施加高 dv/dt 电压时会发生的情况。为促使发生自开通现象,图 4.12 中只改变了与 Q1 相关的栅极电阻器 R4。
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