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不同输入电压，功率MOSFET关断dV/dT为什么不同？

由 cathy 提交于

中、高功率的电源电路经常使用有源功率因素校正PFC电路，提高电路的功率因素，减小谐波。PFC的高压功率MOSFET的开通和关断的状态，不但影响系统和效率，而且影响系统的EMI，和EMI相关的一个最重要的参数就是MOSFET开通和关断dV/dt。

MOSFET开通和关断dV/dt主要受驱动电路、PCB布局、外部的栅极电阻以及MOSFET本身的参数如内部栅极电阻和寄生电容、引线电感等因素的影响。

当上面的这些条件都确定时，设计过PFC的工程师会发现下面的一个问题：当输入电压改变的时候，开通的过程中，不同的输入电压对于dV/dt、di/dt的影响不大；关断过程中，不同的输入电压，dV/dt、di/dt并不相同，输入的交流电压越低，dV/dt、di/dt越高，这是什么原因？

当输入电压低的时候，相对的输入电流大，那么，每个同期流过MOSFET的峰值电流也会变大，因此关断过程中，I<sub>D</sub>的电流大；由于I<sub>D</sub>的电流大，基于跨导特性对应的V<sub>GS</sub>、也就是米勒平台的电压也会增大，根据关断时驱动电路的特性：

C • dV/dt = V<sub>GP</sub>/RG

V<sub>GP</sub>越大，dV/dt越大，关断得越快，di/dt也越大。

使用AOS Alpha MOS5高压功率MOSFET测量的波形，如下图所示。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2018-04/博客/100010952-38516-s1.jpg&quot; alt=“图1：不同的电压下关断波形” width="600"></center><center><i>图1：不同的电压下关断波形</i></center>

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2018-04/博客/100010952-38517-s2.jpg&quot; alt=“图2：不同的电压下开通波形” width="600"></center><center><i>图2：不同的电压下开通波形</i></center>

dV/dt、di/dt不仅和EMI相关，还和MOSFET和系统的可靠性相关，关断的过程中dV/dt过大，会导致MOSFET误触发导通，也会导致内部的寄生三极管的导通，因此在系统设计中，要在各种不同的极端的条件下校核最恶劣的dV/dt、di/dt。

本文转载自：<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/SvMoX7Qtw2fjMU-tZ0Ptxg">松哥电源</a&gt;
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