適配器規劃核算23進程,閑話少說,那個,先來一張MOSFET的符號圖:為了描繪便利,放一個boost電路先:其間S就是我們的MOSFET啦。MOS注冊進程我們首要看3個信號:Vgs,Vds,Id,他們三個啥意思我就不解說了。
我又笨手笨腳的畫了一個圖,我們來看圖說話吧
從0時間開端,Vgs開端上升的時分,Vds和Id堅持不變,這個進程中驅動電流ig為Cgs充電,Vgs上升。一直到t1時間,Vgs上升到Vg(th),也就是門極開啟電壓時分。在t1時間以前,MOS處于截止區。
從t1時間開端,MOS就要開端導通啦,它開端導通的標志就是Id要開端上升啦!就是原來電流從電感L出來流經二極管D,現在開端要漸漸的向S換流啦。所以MOS的漏極電流Id在漸漸上升,二極管的電流在漸漸減小,可是他倆的和始終等于電感電流,在開關注冊的這個進程中能夠認為電感電流是沒有改變的。這個時間段內驅動電流仍然是為Cgs充電。在t1到t2的這段時間里,Id只是在安安靜靜的上升,到t2時間,Id上升到電感電流,換流完畢。在電感電流上升的這個進程中Vds會略微有一些下降,這是由于下降的di/dt在雜散電感上面構成一些壓降,所以側到的Vds會有一些下降。從t1時間開端,MOS進入了飽滿區。
還是要把圖挪過來。
在Id上升到最大時分(t2),立刻就進入了米勒渠道時期。米勒渠道就是Vgs在一段時間簡直保持不動的一個渠道。前面說了,從t1時間開端,MOS進入了飽滿區,在飽滿有搬運特性:Id=Vgs*Gm。其間Gm是跨導。那么能夠看出,只需Id不變Vgs就不變。Id在上升到最大值以后,也就是MOS和diode換流完畢后,Id就等于電感電流IL了,而此刻又處于飽滿區,所以Vgs就會保持不變,也就是保持米勒渠道的電壓。
那么從這個時分(t2)開端Vgs的驅動電流給誰充了電呢?答案是Cgd。驅動的電流ig為Cgd充電(從另一個方向來說,能夠叫放電),然后Vds就開端下降了。由于超級結在注冊伊始的縱向分散,比較小的GD電容,所以Vds一開端下降的比較快,大約鄙人降到100V左右的時分,縱向分散完結,變成橫向分散,GD電容變大,所以Vds下降的斜率變緩。
那么miller渠道什么時分完畢呢?miller渠道要想完畢,有必要進入線性區,不然持續在飽滿區待下去,就會被和Id“綁”在一起,所以當MOS進入線性區之后,miller渠道完畢。那么什么時分進入線性呢?根據MOS的特性曲線,在Vds下降到等于此刻的Vgs-Vg(th)這個值的時分,MOS進入線性區(t4時間之后)。此刻Vds的巨細會由Rds*Id決議,驅動電流開端持續為Cgs和Cgd充電。而Vgs也開端康復持續上升。MOS根本導通。
上面大約描繪了MOS的注冊進程的波形圖。
現在要點說一下這個miller渠道。詳細說一下這其間的進程。
把MOS圖在擺過來。
在t2時間開端,處在飽滿區的MOS搬運特性公式,真實為Ich=Vgs*Gm,Ich為溝道電流,即上圖中DS之間紅色部分的電流。所以當驅動電流為Cgs充一點電,Vgs添加Δvgs,那么Ich添加Δich,而Ich添加的部分只能由Cds放電供給,(由于從電路中的來的那部分電流現已固定),所以Cds放電為Ich供給添加的電流。所以Vds就下降,也就是Vgd會下降,那么Δigd=Cgd*ΔVgd/Δt,igd就會添加,然后igs就會下降,所以Vgs就不能添加只能這樣動態的保持在米勒渠道鄰近。能夠看出這是一個負反饋的進程。所以Cgd也叫反饋電容。
一般測到的米勒渠道并不是這么平,而是在米勒渠道開端的地方有一個突起,然后漸漸回歸到米勒渠道。一般可能有2個原因:
1:二極管的反向康復導致Id電流大于電感電流IL,因而Vgs需要供給更大的驅動電壓;
2:源極雜散電感在Id改變時構成的壓降,疊加在Vgs上面。
而Id也會有一部分超出IL,就是二極管的反向康復電流疊加。
當然,如果是斷續模式,二極管的反向康復就小得多。
我們實驗室測驗渠道得到的注冊波形圖(管子是我們的4A/700V的超級結MOS):
綠色:Vgs;
黃色:Vds;
紫色:Id;
仿真波形:
依次為Id、Vds、Vgs
從前面的分析能夠看出,MOS的注冊損耗首要是在t1到t3這兩段時間內:
t1到t2這段時間內是Vds大電壓高壓,Id下上升的進程;
t2到t3這段時間內是Id大電流,Vds下降的進程;
所以開關損耗首要集中在這兩段時間內。
我來解說一下這個波形里邊白色圓圈畫出來的部分是怎么回事。
說一下我們測驗用的二極管是簡直沒有反向康復的,可是它有結電容。
所以在MOS的Vds下降的進程中,二極管的陽極電壓就會跟著下降,那么在二極管的結電容兩端就會構成一個dv/dt,這個dv/dt在二極管的結電容上構成的電流就會和電感電流一起構成MOS的漏極電流。所以,就能夠看到白色圓圈里邊的電流比后邊安穩之后的電流大一點。