对米勒平台震荡的认识

功率器件的开关过程是一个复杂的过程,无论是MOS还是IGBT,在使用中或多或少都会遇到震荡现象。有一篇论文对此做了一些研究,建议阅读一下。MOSFET开关过程的研究及米勒平台振荡的抑制.pdf
总结说来:

①在MOS开关过程中,如果栅极电阻较小,发生了栅极电压震荡,多半是因为MOS源极寄生电感太大导致。根据U=L*di/dt,我们可以知道,栅极电阻小,开通速度快,即di/dt大,如果L(寄生电感)也大,在寄生电感上产生的电压更大。这种震荡的特点是栅极电压有过冲现象,超过米勒平台电压后下降,在米勒平台附近产生栅极电压震荡。

②如果栅极电阻较大,栅极电压升到米勒平台后发生跌落并引起米勒平台附近的震荡,多半是因为DS电压变化太快,米勒电容较大导致。根据I=C*dv/dt,米勒电容充放电会产生一个很大的电流,快速抽走栅极电容上的电荷,栅极电压跌落引起震荡。

③在半桥电路中,如果是感性负载,反向恢复电流是一个不可忽视的、可能造成栅极波形震荡的原因。反向恢复电流会使DS电压急剧上升。因此选MOS时要关注一下器件的反向恢复时间。下图是IGBT的驱动,原理和MOS一样:
IGBT反向恢复

如下仿真,U1是一个容值随电压变化的电容。该电容是模拟Cgd,增加该电容以及去掉该电容可模拟两种不同容值的Cgd对栅极电压的影响。
Cgd仿真
以下为对比结果,同一个栅极电阻,可看到Cgd较大时会引发震荡:
Cgd仿真对比

在看一下寄生电感的影响,对比一下100pH和1nH的区别:
寄生电感对比
可以看到由于寄生电感导致的米勒平台震荡的特点是电压过冲,并且寄生电感越大震荡幅度越大。

发布了40 篇原创文章 · 获赞 18 · 访问量 6019

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/gaoyong_wang/article/details/105549851