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大家好、
我最近从事的是栅极驱动器设计、我 计划 将其用于 UCC5350MCD 部件. 我已经在 LTSpice 中设计了电路、并尝试对其进行仿真、到目前为止没有出现任何误差、但输出不符合我的预期。 我在 MOSFET VDS 上得到一个较小的持续浪涌(正常瞬态浪涌除外)。 我曾尝试更改死区时间和栅极电阻器值、但仍然没有看到任何改善。
如果有人能指出我错了什么,那将会很有帮助。
提前感谢。
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大家好、
我最近从事的是栅极驱动器设计、我 计划 将其用于 UCC5350MCD 部件. 我已经在 LTSpice 中设计了电路、并尝试对其进行仿真、到目前为止没有出现任何误差、但输出不符合我的预期。 我在 MOSFET VDS 上得到一个较小的持续浪涌(正常瞬态浪涌除外)。 我曾尝试更改死区时间和栅极电阻器值、但仍然没有看到任何改善。
如果有人能指出我错了什么,那将会很有帮助。
提前感谢。
Anand、您好!
这种 VDS 尖峰是电源设计中需要解决的一个重要问题、因为它会损坏您的开关或迫使您使用比所需更昂贵的高压开关。 V= L * di/dt。 添加栅极驱动电阻器将增大开关 dt 并减小 di/dt。 您确实需要大幅增加 dt 来减缓小 Cgate 的栅极电荷、这也会增加开关损耗。
我更喜欢的一种解决方案是在电源轨上添加缓冲器。 这主要是为了阻止开关节点来回振铃、但确实可以稍微降低尖峰振幅。 我附上了一个 TINA-TI 示例、说明如何针对给定的额定功率优化缓冲器电阻值。
另一种可确保开关不受过压影响的方法是使用 TVS 二极管。 这不是常用的解决方案、但它们是防潮的、允许您使用非常接近 FET 额定电压的电压。
另一种解决方案是使用接地/电源平面。 这将大大减少电感、并减少下冲/过冲。 一旦有了低电感平面、在出现的瞬态电压下添加钳位二极管要容易得多。
此致、
肖恩
e2e.ti.com/.../0474.GateRing3.TSC
P.S.、请记住、闭合开关不受过压影响。 如果您看到短路的两个引脚上出现高电压振铃、则可能是在测量寄生电感器而不是硅上的电压。
您不会希望将缓冲电路添加到开关节点本身上。 它必须在每个周期充电和放电至高电压、并会消耗大量电力。
最有效的缓冲器是位于局部去耦电容器上的缓冲器。 当高侧开关闭合时、它会对开关节点短路。 这可以让您抑制谐振、而无需使用电容器来循环高电压。 您可能需要两个缓冲器:一个用于缓冲 FET 封装的漏极电感、一个用于缓冲电池或大型去耦电容器中的整体电源电感。 它们将在两个不同的频率振铃。
缓冲器不会对初始峰值钳制太多是正确的、但您确实需要消除共振。 它可能耦合到栅极驱动器中并导致损坏。 它还会减小 PWM 的可用占空比。
为了消除峰值、您应该尝试使用 TVS 钳位二极管。 它们吸收第一个峰值、如果开关节点+电源为微伏阻尼、电压将以极小的振铃恢复到正确的值。 IGBT 具有自然的雪崩击穿、能够吸收这些峰值(在合理范围内)、与 SiC 相比、这是一个显著的优势。 如果可以牺牲开关和导通损耗并且非常关注过压、那么值得关注。 不过、通常首先考虑开关损耗、最好使用 TVS 二极管来解决该问题。
请注意、与迹线相比、电源平面的电感要低得多。 这会将谐振频率提高到可通过低寄生串联电阻获得更好阻尼的水平、因此将降低峰值电压。
此致、
肖恩