SiC功率元件｜應用篇

橋式電路切換產生的電流和電壓

2020.11.25

重點

・由於SiC MOSFET閘極驅動電路切換動作中的SiC MOSFET的VDS和ID的變化，在電路中會因寄生電容或電感而產生電流和電壓。

・在SiC MOSFET橋式電路中，dVDS/dt和dID/dt可以為正也可以為負，所以因它們而產生的電流和電壓的極性在導通(Turn-on)和關斷(Turn-off)時是不同的。

在上一篇文章中，對SiC MOSFET橋式結構的閘極驅動電路的導通(Turn-on)/關斷(Turn-off)動作進行了解說。本文將介紹在SiC MOSFET這一系列切換動作中，SiC MOSFET的VDS和ID的變化會產生什麼樣的電流和電壓。

下面的電路圖是SiC MOSFET橋式結構的同步式boost電路，LS開關導通時的範例。電路圖中包括SiC MOSFET的寄生電容、電感、電阻，HS和LS的SiC MOSFET的VDS和ID的變化帶來的各處的閘極電流（綠色線）。

ID的變化dID/dt所產生的電壓

ID的變化將會產生下述公式(1)所示的電壓。

這是由於存在於SiC MOSFET源極的寄生電感中流過ID而產生的電壓，是由電路圖中的(I)引起的。該電壓會使電流(I’)流過。

VDS的變化dVDS/dt所產生的電流

以HS為例，當SiC MOSFET關斷、VDS變化時，Gate-Drain寄生電容CGD中會流過電流ICGD。如電路圖所示，該電流分為Gate-Source寄生電容CGS側流過的電流ICGD1：(II)-1和閘極電路側流過的電流ICGD2：(II)-2。當VDS開始變化時，閘極電路側的電阻較大，因此大部分ICGD都在CGS側，此時的ICGD1如公式(2)所示。

從公式可以看出，當CGD較大時或CGD/CGS的比值變小時，ICGD1會增加。

dVDS/dt和dID/dt既可以為正也可以為負，所以因它們而產生的電流和電壓的極性在導通(Turn-on)和關斷(Turn-off)時是不同的。在下一篇文章中將會進一步詳細解說。

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