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資訊中心
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功率器件的柵極驅動電路設計需重點考慮哪些參數?光耦在其中的核心作用是什么?
2025-11-27 89

功率器件柵極驅動電路設計核心參數

一、驅動電流與功率

1. 驅動電流:需滿足柵極電容快速充放電需求,以縮短開關時間、降低損耗;IGBT或功率MOSFET柵極電容較大時,電流不足會減慢開關速度、增加導通損耗。

2. 功耗優化:驅動電路平均功耗與開關頻率正相關,需通過柵極電阻和驅動電壓調控;SiC MOSFET需避免低VGS工況(負溫度系數易致并聯損壞),確保工作于正溫度系數區間。

二、時序參數

1. 傳播延遲:含上升/下降延遲(tDHL),影響開關同步性;延遲差異易致脈寬失真,需通過死區時間設計避免直通。

2. 邊沿速率:由驅動電流與負載電容決定,需平衡開關速度與電磁干擾(EMI)。

三、隔離與安全

1. 電氣隔離:高壓側與控制側必須隔離,防止高壓竄入損壞控制電路。

2. 電容選型:緩沖電容需適配高頻開關特性,禁用電解電容。

四、電阻與電容設計

1. 柵極電阻(Rg):直接影響開關速度與損耗——阻值過小易引發過沖,過大則增加開關時間。

2. 電容容值:需滿足開關頻率的紋波電流要求,通常為功率器件輸入電容的10倍以上。

五、并聯特性

傳統SiC MOSFET低VGS時不宜并聯;新一代產品(如M3系列)全溫度范圍均具備正溫度系數,并聯兼容性提升。

光耦在柵極驅動中的核心作用

電氣隔離:實現控制側(低壓)與功率器件側(高壓)的電位隔離,阻斷共地干擾和高壓擊穿風險。

信號傳輸:將低壓側的 PWM 控制信號準確傳遞到高壓側,保證驅動信號的完整性。


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