設(shè)計中,根據(jù)IXYS公司IXFN50N80Q2芯片手冊中提供的ID-VDS,ID-VGS和Cap-VDS等特性曲線及相關(guān)參數(shù),利用saber提供的Model Architect菜單下Power MOSFET Tool建立IXFN50N80Q2仿真模型,圖5-1所示MOSFET DC Characteristics設(shè)置,圖5-2所示MOSFET Capacitance Characteristics設(shè)置,Body Diode 參數(shù)采用默認(rèn)設(shè)置。
首先驗證Rg、Vgs、Vds關(guān)系,仿真電路如圖
這里電路中加入了一定的電感Lg,仿真電路寄生電感,取值是0.05uH,有沒有什么依據(jù)?我當(dāng)時是想導(dǎo)線計算電感的時候好像是要加上0.05u,就放了個0.05u。
仿真過程是,Rg分別取1歐姆,到10歐姆,到100歐姆。驗證Rg取值對驅(qū)動波形Vgs和開關(guān)導(dǎo)通特性Vds影響。結(jié)果如下圖:
可以看出,不同Rg阻值對MOSFET IXFN50N80Q2 的影響。設(shè)計中,取Rg=10,取Rg=1,擔(dān)心過沖擊穿Vgs,取100,上升沿速度太慢,不滿足高速應(yīng)用。
下邊討論MOSFET串聯(lián)問題。仿真電路如圖:仿真電路中兩路驅(qū)動,只有Rg參數(shù)不一致,其他均一致。
Q2的驅(qū)動電路中Rg=15,Q1的驅(qū)動電路中Rg=10,這樣的目的是在討論驅(qū)動電路中等效電阻的不一致(可能來自Rg本身不一致,也可能是線路不同,器件不同而造成的不一致)情況下,對串聯(lián)MOSFET導(dǎo)通過程影響。觀察Vd1和Vd2兩點的波形,如圖:
從圖中可以明顯看到,由于驅(qū)動電路參數(shù)不一致Rg1
一般MOSFET串聯(lián)都需要動態(tài)和靜態(tài)均壓。靜態(tài)均壓見圖中的MOSFET兩端并聯(lián)電阻,取值可以參考MOSFET手冊中關(guān)斷狀態(tài)的漏電流,通過靜態(tài)電阻的漏電流是通過MOSFET靜態(tài)漏電流的6倍左右,太大會加大電阻靜態(tài)損耗。
本設(shè)計中動態(tài)均壓網(wǎng)絡(luò),采用TVS并聯(lián)在MOSFET兩端,起到保護作用。TVS管好像有點貴,也可以采用RCD網(wǎng)絡(luò)。有人說,TVS并聯(lián)起到的不是動態(tài)均壓作用,只是瞬態(tài)保護作用,這也是有道理的。
TVS管選擇,就是Vwm 大于電路正常工作電壓,Vc小于電路額定最大工作電壓。
采用TVS管保護電路前后,Vd1仿真波形對比圖:
可以看到,加入TVS管后,尖峰脈沖的持續(xù)時間大大縮短。
MOSFET串聯(lián)應(yīng)用,在保證動態(tài)靜態(tài)均壓和驅(qū)動一致性的條件下,還要采用一些隔離技術(shù)和多路驅(qū)動技術(shù),以保證多只MOSFET串聯(lián)組成高壓大功率高頻開關(guān)。這方面這里就不再寫了,希望大家指點