工作于线性区功率MOSFET：di/dt和dv/dt分开控制方法

题注：本文介绍的di/dt、dV/dt单独控制方法不仅适用于负载开关，也广泛应用于电机控制功率MOSFET或IGBT驱动电路：

(1)调整驱动电路电阻RG，调整dV/dt

(2)调整并联电容器CGS，调整di/dt

1、功率MOSFET的开关过程

功率MOSFET开放过程可分为四个阶段，关闭过程的基本原理与开放过程相似，以前的文章对其进行了非常详细的描述，N沟道功率MOSFET放在低端直接驱动的波形如图1所示。

图1：功率MOSFET的开通过程

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

若功率MOSFET高端采用N管或P管，工作原理相似，工作波形如下图2所示。

图2：N-MOSFET高端开放波形

图3：P-MOSFET放在高端

图4：P-MOSFET高端开波形

2、di/dt和dV/dt分开独立控制

从前面的分析可以看出，阶段2:t1-t在2的开启过程中，漏极电流ID不断增加，VDS保持不变，主要控制电路的电流变化率di/dt。在驱动电源VCC在确定驱动芯片的驱动能力时，驱动电路RG以及Ciss开通过程的电流变化率决定di/dt。外加G、S的电容CGS调整开通过程di/dt如图5所示。

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这一过程主要控制电路的电压变化率dV/dt。在驱动电源VCC在确定驱动芯片的驱动能力时，驱动电路RG以及Crss开启过程中的电压变化率决定dV/dt。

在实际应用过程中，功率MOSFET的Crss很小，而且是非线性的，随着电压的变化而变化，变化幅度也很大，单独使用Crss和RG来控制dV/dt，dV/dt控制精度差。

如果系统的dV/dt控制精度要求较高，即输出电压上电时间的控制精度要求较高，上电时间也较长。G极和D极之间需要增加一个电容CGD1，CGD1值远大于Crss，功率MOSFET寄生在内部的非线性电容器Crss可以忽略影响，dV/dt时间主要由线性好的外加电容组成CGD1控制，你可以更准确地控制功率MOSFET的dV/dt的时间。

图6：外加G、D电容CGD1开通波形

包括G极电阻总和在内的完整外围电路RG，RG并联快关闭二极管D1，功率MOSFET的G、S外加电容CGS1，G、D外加电容CGD1和电阻RGD，如图7所示，其中RG包括功率在内的G极电阻总和MOSFET内部电阻、驱动芯片上拉电阻和外部串联电阻RG1。

图7:负载开关和热插拨完整外围电路

本文所介绍的di/dt 、dV/dt单独控制的方法也可用于其他系统，特别是电机控制应用，在电机控制系统的主功率板中MOSFET或IGBT与外部电容器并联的驱动电路CGS或CGD，调整方法与以上相同：

(1)调整驱动电路RG，调整回路dV/dt

(2)然后调整驱动电路的并联电容CGS，调整回路di/dt

本文来源于网络，参考原文：线性区功率工作MOSFET（4）：di/dt和dv/dt分开控制方法