過零檢測是什么意思？取決與你電網(wǎng)電壓的質(zhì)量。如果電網(wǎng)電壓接近理想的正弦，電壓過零處非?！案蓛簟?。過零檢測和PLL的結(jié)果基本沒有差別。如果電網(wǎng)電壓中諧波比較多，過零點(diǎn)有較大的畸變，那么顯然PLL的效果要

過零檢測是什么意思？

取決與你電網(wǎng)電壓的質(zhì)量。如果電網(wǎng)電壓接近理想的正弦，電壓過零處非?！案蓛簟?。過零檢測和PLL的結(jié)果基本沒有差別。如果電網(wǎng)電壓中諧波比較多，過零點(diǎn)有較大的畸變，那么顯然PLL的效果要比過零檢測好得多。一般我們實(shí)驗(yàn)中都用PLL，魯棒性比過零檢測好得多。以上

功率MOSFET并聯(lián)應(yīng)用與串聯(lián)應(yīng)用有什么區(qū)別，有什么不一樣？

回復(fù)：功率MOSFET并聯(lián)應(yīng)用

MOSFET以其開關(guān)速度快，導(dǎo)通電阻低等優(yōu)點(diǎn)在開關(guān)電源及電機(jī)驅(qū)動等領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，如電動自行車、電動汽車、電工工具、電動割草機(jī)的驅(qū)動器中均廣泛地應(yīng)用了MOSFET。 在大功率應(yīng)用場合，往往需要多個(gè)MOSFET并聯(lián)使用。由于驅(qū)動電路、器件參數(shù)和電路布局等的不一致，必將引起流過各并聯(lián)的MOSFET電流不均衡成使MOSFET漏極承受不同的電壓，器件可能因過電壓、過電流而損壞。另外，在并聯(lián)電路中如果驅(qū)動電路設(shè)計(jì)不當(dāng)有可能會引發(fā)寄生振蕩，導(dǎo)致器件因過壓而損壞。因此本文對并聯(lián)使用MOSFET時(shí)應(yīng)注意的問題作了詳細(xì)的介紹和分析，并給出解決方法。

1. MOSFET并聯(lián)時(shí)的電流和電壓不均衡

眾所周知，MOSFET的Rds(on)為正溫度系數(shù)，Rds(on)隨著溫度的升高而升高，因此從這一點(diǎn)講MOSFET適宜并聯(lián)使用(并聯(lián)使用中MOSFET具有自動均流的能力)。但是MOSFET通常都工作在PWM開關(guān)模式，在開關(guān)的動態(tài)過程中有很多因素影響其電流和電壓的均衡性，而且頻率越高這種影響就越明顯。

在動態(tài)開關(guān)過程中造成電流和電壓不均衡的因素有門檻電壓、轉(zhuǎn)移特性、柵極電荷、導(dǎo)通電阻、線路寄生電感，驅(qū)動電路參數(shù)等。其中門檻電壓、轉(zhuǎn)移特性、柵極電荷、導(dǎo)通電阻等是由MOSFET在生產(chǎn)加工過程中形成的，在應(yīng)用中我們無法改變MOSFET的這些自身參數(shù)，最多通過篩選來獲得較好的一致性，但這會增加成本。最有效的辦法是在設(shè)計(jì)時(shí)通過合理的驅(qū)動電路來保證MOSFET在工作時(shí)的電流和電壓均衡性。

1.1. MOSFET自身參數(shù)引起的電流不平衡

Vgs(th)：由于并聯(lián)MOSFET使用的是同一柵極驅(qū)動信號，門檻電壓低的MOSFET在開通時(shí)先于門檻電壓高的MOSFET開通，從而流過較大電流，造成電流的不平衡。

gfs：由于MOSFET在開通過程和關(guān)斷過程中工作于飽和區(qū)，其漏極電流由柵極電壓控制，因此具有不同跨導(dǎo)的MOSFET在開通與關(guān)斷過程中電流也會不平衡。

Qg：MOSFET的柵極電荷Qg對MOSFET的開通速度有著一定的影響。當(dāng)多個(gè)MOSFET并聯(lián)時(shí)，Qg小的MOSFET開關(guān)速度快，Qg大的MOSFET開關(guān)速度慢，這樣也會造成流過MOSFET的電流不平衡。

1.2.驅(qū)動電路布線引起的電流不平衡

如圖1所示驅(qū)動電路，Q1與Q2并聯(lián)使用，其中Q1柵極加入驅(qū)動電阻R1, Q2柵極直接與驅(qū)動電阻R3相連，這樣兩個(gè)并聯(lián)的MOSFET柵極驅(qū)動電阻就不平衡。

圖1 驅(qū)動電路具有不平衡的驅(qū)動電阻

圖2a 開通波形

圖2b 關(guān)斷波形

由圖2可以看出如果使用不對稱驅(qū)動電阻，會導(dǎo)致MOSFET的柵極電壓波形不對稱，因此流過MOSFET的電流也不一樣。任何并聯(lián)的MOSFET都需要對稱的驅(qū)動電路，才能保證其在開通和關(guān)斷的過程中保持電流平衡。在設(shè)計(jì)中我們應(yīng)盡量使并聯(lián)的MOSFET具有相同的柵極驅(qū)動電阻。

1.3.驅(qū)動電路布線引起的電壓不平衡

在大功率高頻應(yīng)用場合線路的寄生電感會對系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響。特別是在并聯(lián)MOSFET時(shí)，過高的漏極電感會對MOSFET的應(yīng)用產(chǎn)生不利的影響，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致MOSFET提前失效。

圖3為MOSFET在并聯(lián)布線時(shí)引入了不等的漏極電感。假設(shè)Q1的漏極電感為40nH, Q2的漏極電感為20nH，使用AOT470的模型進(jìn)行仿真。

圖3 不同漏極電感仿真原理圖

圖4 不同漏極電感仿真波形

MOSFET關(guān)斷時(shí)的漏極電壓應(yīng)為電源電壓加上感應(yīng)電壓Ldi/dt。 如果線路完全對稱，則關(guān)斷時(shí)兩個(gè)MOSFET的電流變化率di/dt相同，產(chǎn)生的感應(yīng)電壓也應(yīng)該相同，兩個(gè)MOSFET承受相同的電壓。

在漏極電感不同的情況下，由Ldi/dt的原因，在MOSFET的漏極上產(chǎn)生了不同的感應(yīng)電壓，不同的漏極電壓反過來又影響了MOSFET關(guān)斷時(shí)的di/dt，最終導(dǎo)致Q1承受較高的漏極電壓。另外，由Q1的漏極電感L1較大，L1與AOT470的輸出電容Coss和線路的回路電阻產(chǎn)生RLC振蕩，電感越大振鈴幅值越高，如圖4中所示振鈴。這樣的振鈴和關(guān)斷時(shí)的感應(yīng)電壓很容易超過MOSFET的額定電壓，從而造成MOSFET損壞。因此，在應(yīng)用中我們應(yīng)注意線路的寄生電感，布線時(shí)應(yīng)使寄生電感盡量小并且對稱。

2.并聯(lián)MOSFET時(shí)振蕩的產(chǎn)生原因與抑制方法

在MOSFET并聯(lián)使用時(shí)有很多設(shè)計(jì)者喜歡將MOSFET的柵極直接并聯(lián)使用，事實(shí)上這樣容易引起MOSFET的驅(qū)動電壓振蕩，嚴(yán)重時(shí)振蕩的電壓幅值會超過MOSFET的柵板和漏極電壓，導(dǎo)致MOSFET因過壓而損壞。

2.1.產(chǎn)生振蕩的實(shí)例

圖6 并聯(lián)MOSFET有獨(dú)立驅(qū)動電阻時(shí)關(guān)斷波形

如圖5所示，當(dāng)兩個(gè)MOSFET柵極直接并聯(lián)時(shí)，在MOSET開通和關(guān)斷時(shí)會產(chǎn)生振蕩，頻率約為150MHz。這樣的振蕩電壓疊加在棚極和漏極電壓上,很容易就超過器件的耐壓而使器件損壞。

如圖6所示，當(dāng)兩個(gè)MOSFET柵極分別串聯(lián)獨(dú)立的驅(qū)動電阻時(shí)，MOSFET的柵極和漏極都未出現(xiàn)振蕩，而且由于串人的電阻相等，棚極和漏極的電壓波形幾乎相同，從而保證了并聯(lián)的MOSFET在工作中流過基本相等的電流。產(chǎn)品的可靠性大大提高。

2.2.原因分析

當(dāng)MOSFET并聯(lián)時(shí)會形成如圖7所示的低阻抗回路。此回路由漏極電感、電容Cgd與柵極電阻組成，可以等效為RLC串聯(lián)電路:

RLC串聯(lián)電路的諧振頻率為:

RLC串聯(lián)電路的品質(zhì)因數(shù)為:

由式(2)可知，回路的阻抗越小其品質(zhì)因數(shù)就越高，回路的選頻特性就越好，振蕩的幅值也越高。因此為避免振蕩的產(chǎn)生，當(dāng)回路的阻抗很小時(shí)我們可通過給柵極分別串相等的電阻來抑制振蕩。

圖7 MOSFET并聯(lián)時(shí)的模型

AOT474并聯(lián)時(shí)產(chǎn)生振蕩是因?yàn)槠漭^小的CGD，較小的CGD使并聯(lián)回路的Q值較高。解決的方法是為每個(gè)并聯(lián)的MOSFET串聯(lián)10歐姆的柵極電阻從而降低Q值，這樣就可以抑制MOSFET的柵極振蕩，如圖6所示。

下面我們通過電路仿真來進(jìn)一步說明為什么需要串聯(lián)電阻來抑制振蕩。

我們采用AOT474的參數(shù)來設(shè)置仿真模型參數(shù)。由AOT474數(shù)據(jù)手冊可知，AOT474的內(nèi)部柵極電阻為2.8歐姆，CGD電容為36pF。假設(shè)實(shí)際回路的寄生電感為60nH。當(dāng)MOSFET柵極直接并聯(lián)時(shí)，柵極電阻和CGD電容串聯(lián)后的等效電路如8a所示，如果在柵極各串聯(lián)10歐姆的電阻，則等效回路如圖8b所示。

圖8a 柵極直接相連RLC回路模型 圖8b 柵極各串聯(lián)10歐姆電阻RLC回路模型

通過對圖8電路進(jìn)行交流小信號仿真分析，仿真結(jié)果如圖9所示?？梢钥闯黾t色Q曲線(對應(yīng)圖8a電路)的品質(zhì)因數(shù)Q很高，且諧振點(diǎn)在150MHz附近，這與實(shí)際測得波形相吻合。在各串聯(lián)10歐姆的柵極電阻后，其Q曲線比較平坦，如圖9中藍(lán)色曲線所示，這樣電路在工作中就不會產(chǎn)生振蕩，可以獲得較好的柵極驅(qū)動波形。

3.結(jié)論

在實(shí)際使用中為了最大限度地獲得并聯(lián)均衡，應(yīng)該從以下幾方面考慮：

3.1.選用同型號同批次的器件加以并聯(lián)；

3.2.根據(jù)不同的MOSFET選用相等的獨(dú)立柵極驅(qū)動電阻；

33.電路布局對稱并盡可能緊湊，連線長度相同且盡量減短加粗，使漏極寄生電感盡可能小。