如何确定驱动电路与 MOSFET 的功率是否匹配?驱动一个固定的管子,怎么选择驱动电路?

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cross mob
Bellawu
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知乎上这个问题热度比较高,希望在此问题下输出英飞凌的观点,并适当植入英飞凌产品和解决方案,请协助作答,内容尽量详实有理有据,感谢。

 

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喜马拉雅之雪
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Hi Bellawu:

驱动;实质上是功率管与控制之间的桥梁。它有两个基本任务:

1)保证信号完整与实时性

2)保证功率管正常工作

😎关于保证功率管正常工作;就两个指标:

1)合适的驱动电压      顾名思义;按器件跨导特性和短路耐量要求;确定驱动电压是10V、12V、15V还是18V。

2)寄生参数配合     功率元件总是需要连接到主回路,做功率处理。这样;必然寄生了引线电感和电容。这部分参数不仅包含封装;同时包括封装外连部分。控制适度的驱动电流;使寄生LC过渡过程过压、过流控制在安全范围。过快的驱动;会导致高的电磁噪音和过压、过流击穿。过慢的驱动;由于线性时间区过长而导致效率低下。

😋信号完整性和实时性

表征指标两个:脉冲延时和实际脉冲宽度失真

脉冲延时;就是从驱动输入到输出之间的延时。通常;单纯的延时并不那么重要,核心问题是:

1)高、低侧脉冲延时的不一致性。它决定了理论最小死区时间。

2)批量产品分散性。这决定和可用范围。这导致在两个驱动及以上驱动联合工作时;无法精准时间匹配而终端产品品质不稳定。甚至有短路风险。

实际脉冲宽度失真;来源于ON与OFF延时的不同。

例如:一IGBT门槛电压是5V,15V单电源驱动。栅电阻为Rg。

开通驱动电流为(15V-5V)/Rg。

关断驱动电流为5V/Rg

显然;同一管子;米勒效应一样时,开通速度快的多。开的快关的慢;直接导致脉冲被加宽。如果计入饱和导通部分,加宽更甚。合理设计驱动的输出电流;控制ON与OFF延时基本一致是这部分的设计核心。

满足这八大指标后;就是一个合格的驱动设计。

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喜马拉雅之雪
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Hi Bellawu:

驱动;实质上是功率管与控制之间的桥梁。它有两个基本任务:

1)保证信号完整与实时性

2)保证功率管正常工作

😎关于保证功率管正常工作;就两个指标:

1)合适的驱动电压      顾名思义;按器件跨导特性和短路耐量要求;确定驱动电压是10V、12V、15V还是18V。

2)寄生参数配合     功率元件总是需要连接到主回路,做功率处理。这样;必然寄生了引线电感和电容。这部分参数不仅包含封装;同时包括封装外连部分。控制适度的驱动电流;使寄生LC过渡过程过压、过流控制在安全范围。过快的驱动;会导致高的电磁噪音和过压、过流击穿。过慢的驱动;由于线性时间区过长而导致效率低下。

😋信号完整性和实时性

表征指标两个:脉冲延时和实际脉冲宽度失真

脉冲延时;就是从驱动输入到输出之间的延时。通常;单纯的延时并不那么重要,核心问题是:

1)高、低侧脉冲延时的不一致性。它决定了理论最小死区时间。

2)批量产品分散性。这决定和可用范围。这导致在两个驱动及以上驱动联合工作时;无法精准时间匹配而终端产品品质不稳定。甚至有短路风险。

实际脉冲宽度失真;来源于ON与OFF延时的不同。

例如:一IGBT门槛电压是5V,15V单电源驱动。栅电阻为Rg。

开通驱动电流为(15V-5V)/Rg。

关断驱动电流为5V/Rg

显然;同一管子;米勒效应一样时,开通速度快的多。开的快关的慢;直接导致脉冲被加宽。如果计入饱和导通部分,加宽更甚。合理设计驱动的输出电流;控制ON与OFF延时基本一致是这部分的设计核心。

满足这八大指标后;就是一个合格的驱动设计。