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" title="saber">saber提供的Model Architect菜單下Power MOSFET" title="MOSFET">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(méi)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(guò)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(kāi)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(guò)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(wèn)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(lái)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(guò)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(jiàn)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(guò)靜態(tài)電阻的漏電流是通過(guò)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(shuō),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(kāi)關(guān)。這方面這里就不再寫了,希望大家指點(diǎn)