MOSFET di/dt和dv/dt分开控制方法-KIA MOS管

功率 MOSFET 的开关过程

功率 MOSFET 的开通过程中可以分为 4 个阶段，关断过程的基本原理和开通过程相类似，以前的文章对其进行过非常详细的叙述，N 沟道功率 MOSFET 放在低端直接驱动的波形如图 1 所示。

MOSFET di/dt dv/dt

图 1：功率 MOSFET 的开通过程

阶段 3（t2-t3）为米勒平台，VGS 电压保持米勒平台电压 VGP，整个过程中，VDS 电压逐渐下降到低的电压值，ID 电流保持不变。

MOSFET di/dt dv/dt

若功率 MOSFET 使用 N 管或 P 管放在高端，工作原理类似，工作的波形如下图 2 所示。

MOSFET di/dt dv/dt

图 2：N-MOSFET 放在高端的开通波形

MOSFET di/dt dv/dt

图 3：P-MOSFET 放在高端

MOSFET di/dt dv/dt

图 4：P-MOSFET 放在高端开通波形

di/dt 和 dV/dt 的分开独立控制

由前面的分析可以知道，在阶段 2：t1-t2 的开通过程中，漏极电流 ID 不断增加，VDS 保持不变，这个过程主要控制着回路的电流变化率 di/dt。

在驱动电源 VCC 和驱动芯片的驱动能力确定的条件下，驱动电路的 RG 以及 Ciss 决定着开通过程的电流变化率 di/dt。外加 G、S 的电容 CGS1 调节开通过程的 di/dt 的波形如图 5 所示。

MOSFET di/dt dv/dt

图 5：外加 G、S 电容 CGS1 开通波形

在阶段 3：t2-t3 的开通过程中，漏极电流 ID 保持不变，VDS 不断降低，这个过程主要控制着回路的电压变化率 dV/dt。在驱动电源 VCC 和驱动芯片的驱动能力确定的条件下，驱动电路的 RG 以及 Crss 决定着开通过程的电压变化率 dV/dt。

实际应用过程中，功率 MOSFET 的 Crss 非常小，而且是非线性的，随着电压的变化而变化，变化的幅值也非常大，单独用 Crss 和 RG 来控制 dV/dt，dV/dt 控制精度差。

如果系统的 dV/dt 控制精度要求比较高，也就是输出电压的上电时间的控制精度要求比较高，而且上电时间也比较长，需要在 G 极和 D 极之间外加一个的电容 CGD1，CGD1 值远大于 Crss，功率 MOSFET 内部寄生的非线性电容 Crss 的影响可以忽略，dV/dt 的时间主要由外加的线性度好的外加电容 CGD1 控制，就可以比较准确的控制功率 MOSFET 的 dV/dt 的时间。

MOSFET di/dt dv/dt