saber下MOSFET驅(qū)動(dòng)仿真實(shí)例

設(shè)計(jì)中，根據(jù)IXYS公司IXFN50N80Q2芯片手冊(cè)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(yàn)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(shí)是想導(dǎo)線計(jì)算電感的時(shí)候好像是要加上0.05u，就放了個(gè)0.05u。

　　仿真過程是，Rg分別取1歐姆，到10歐姆，到100歐姆。驗(yàn)證Rg取值對(duì)驅(qū)動(dòng)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(duì)MOSFET IXFN50N80Q2 的影響。設(shè)計(jì)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(dòng)，只有Rg參數(shù)不一致，其他均一致。

　　Q2的驅(qū)動(dòng)電路中Rg=15，Q1的驅(qū)動(dòng)電路中Rg=10，這樣的目的是在討論驅(qū)動(dòng)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(duì)串聯(lián)MOSFET導(dǎo)通過程影響。觀察Vd1和Vd2兩點(diǎn)的波形，如圖：

　　從圖中可以明顯看到，由于驅(qū)動(dòng)電路參數(shù)不一致Rg1

　　一般MOSFET串聯(lián)都需要?jiǎng)討B(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(cè)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(huì)加大電阻靜態(tài)損耗。

　　本設(shè)計(jì)中動(dòng)態(tài)均壓網(wǎng)絡(luò)，采用TVS并聯(lián)在MOSFET兩端，起到保護(hù)作用。TVS管好像有點(diǎn)貴，也可以采用RCD網(wǎng)絡(luò)。有人說，TVS并聯(lián)起到的不是動(dòng)態(tài)均壓作用，只是瞬態(tài)保護(hù)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(hù)電路前后，Vd1仿真波形對(duì)比圖：

　　可以看到，加入TVS管后，尖峰脈沖的持續(xù)時(shí)間大大縮短。

　　MOSFET串聯(lián)應(yīng)用，在保證動(dòng)態(tài)靜態(tài)均壓和驅(qū)動(dòng)一致性的條件下，還要采用一些隔離技術(shù)和多路驅(qū)動(dòng)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(diǎn)