簡述逆變電路及其控制及門極關(guān)斷箝位電路設(shè)計

2 門極關(guān)斷箝位電路

針對前面的分析，本文將提出一種門極關(guān)斷箝位電路，通過在開關(guān)管驅(qū)動電路中附加這種電路，可以有效地降低上述門極尖刺。帶有門極關(guān)斷箝位電路的驅(qū)動電路如圖4所示。

門極關(guān)斷箝位電路由 MOSFET 管MC1和MC2、MC1門極下拉電阻RC1和MC2門極上拉電阻RC2組成。實際上該電路是由 MOSFET 構(gòu)成的兩級反相器。當(dāng)MC1門極為高電平時，MC1導(dǎo)通，MC2因門極為低電平而關(guān)斷，不影響功率開關(guān)管的正常導(dǎo)通;當(dāng)MC1門極為低電平時，MC1關(guān)斷，MC2因門極為高電平而飽和導(dǎo)通，從而在功率開關(guān)管的門極形成了一個極低阻抗的通路，將功率開關(guān)管的門極電壓箝位在0V，基本上消除了上文中提到的電壓尖刺。

在使用這個電路時，要注意使MC2 D、S與功率開關(guān)管G、E間的連線盡量短，以最大限度地降低功率開關(guān)管門極寄生電感和電阻。在電路板的排布上，MC2要盡量靠近功率開關(guān)管，而MC1、RC1和RC2卻不必太靠近MC2，這樣既可以發(fā)揮該電路的作用，也不至于給電路板的排布帶來很大困難。

用雙極型晶體管(如8050)同樣可以實現(xiàn)上述電路的功能。雙極型晶體管是電流型驅(qū)動，其基極必須要串聯(lián)電阻。為了加速其關(guān)斷，同時防止其本身受到干擾，基極同樣需要并聯(lián)下拉電阻，這樣就使電路更加復(fù)雜。同時，要維持雙極型晶體管飽和導(dǎo)通，其基極就必須從電源抽取電流，在通常的應(yīng)用場合這并無太大影響，但在自舉驅(qū)動并且是SPWM的應(yīng)用場合，這些抽流會大大加重自舉電容的負(fù)擔(dān)，容易使自舉電容上的電壓過低而影響電路的正常工作。因此選用MOSFET來構(gòu)成上述門極關(guān)斷箝位電路。

圖5是在沒有門極關(guān)斷箝位電路的情況下，直流母線電壓為100V時T2門極信號的波形。可以看到在門極有一個電壓尖刺，這個尖刺與門極脈沖的時間間隔剛好等于死區(qū)時間，由此可以證明它是在同一橋臂另一開關(guān)管開通時產(chǎn)生的。

圖6是在有門極關(guān)斷箝位電路的情況下，直流母線電壓為400V時T2門極信號的波形。此時電壓尖刺基本消除。

通過實驗驗證，該電路確實可以抑制和消除干擾，有一定的使用價值，可以提高電路的可靠性。