三相正弦波逆變器瞬態的共同導通問題設計方案（二）

解決方案

　　綜上所述，需要采取措施消除由于C.dv/dt造成的誤導通。其基本方法為：盡可能地采用Crss/Ciss比值小的MOSFET；降低Rt. （Cgdd+Cgs）時間常數，即減小Rt的阻值；減緩MOS-FET漏極電壓的上升速率；采用負極性電壓維持MOSFET的關斷，將C.dv/dt所產生的電壓尖峰施加負的初始電壓，使其峰值不超過MOSFET的導通閾值電壓Vth.

　　采用Crss/Ciss比值小的MOSFET

　　實際上，早期MOSFET的Cgd/（Cgd+Cgs）的比值往往小于Vth/Vm的比值，如400V/10A的IRF740，其Cgd為 120pF；Cgs為1400pF；Cgd/（Cgd+Cgs）為0.0789，這個數值遠高于IRF740的3.5V的導通閾值電壓與180~200V 峰值漏極電壓變化值的比值。因此在驅動速度極快時，引起IRF740誤導通的柵極電壓最高可以達到約14V.如果不加以限制，誤導通將是必然的。

　　如果選用近幾年問世的低柵極電荷的MOSFET，這種情況將大大改善，如ST的STP12NM50的Cgd為20pF，Cgs為 lOOOpF，Cgd/（Cgd+Cgs）為0.0196，約為Vth/Vm，即使在快速驅動條件下也不會產生誤導通現象。因此，選擇性能優異的 MOSFET是第一選擇。

　　也可以采用加大MOSFET柵一源間外加電容的方式減小Crss/Ciss比值，但是這樣將降低MOSFET的開關速度，增加開關損耗。這種方式僅限于早期的MOSFET橋式變換器的應用，從提高變換器效率角度考慮，一般不推薦采用。

　　采用高導通電壓閾值的MOSFET和雙極性電壓驅動

　　提高MOSFET的導通電壓閾值也是抑制或消除MOSFET誤導通的一個好辦法。如果將常溫導通閾值電壓從3.SV提高到4~4.5V，則MOSFET誤導通的可能性就會大大降低。對于耐壓在400V以上的MOSFET，比較高的導通閾值電壓一般不會引起MOSFET損耗的增加。

　　在功率較大的橋式變換器的應用中經常采用雙極性電壓驅動，即在MOSFET關斷期間，MOSFET柵極一源極電壓保持在負極性電壓值。這樣，MOSFET 誤導通就從原來MOSFET本身的導通閾值電壓變為導通閾值電壓加負偏置電壓。例如，采用-15V關斷電壓值，則令MOSFET誤導通的電壓至少要達到 18.5V，這是幾乎不可能達到的干擾電壓值。下圖所示的實測柵極電壓波形證實了這一點。

　　從圖中可以看到，上圖形中的誤導通電壓值接近4.5V，已經超過MOSFET的導通電壓閾值，出現瞬態共同導通現象。在圖波形中，僅有不到1V的電壓尖峰，甚至可以完全消除這個尖峰。其原因是低驅動回路阻抗與負電壓的共同作用強有力地抑制了柵一源極間的dv/dt和電壓幅值。

　　因此，即使采用-5V甚至-2V的關斷偏置電壓，也可以確保消除瞬態共同導通想像。

　　這種解決方案的缺點是電路相對復雜，電路成本略高于其他解決方案。但是這種解決方案是最有效的。