三相正弦波逆变器瞬态的共同导通问题设计方案（一）

在三相正弦波逆变器瞬中瞬态共同导通往往是被忽略的问题，因为瞬态过程很难捕捉。

　　以半桥变换器为例，其典型驱动电路如下图a）所示，理想的栅极电压波形如下图（b）所示。

　　但是，在实际测试中的栅极电压波形则如下图所示。

　　图中，圆圈处的电压尖峰就是其中一个MOSFET开通时，引起处于关闭状态的另一个MOSFET的栅极电压尖峰。如果这个电压尖峰超过MOSFET的导通阈值电压（特别是在结温较高时，阈值电压下降到常温的2/3），原处于关断的MOSFET将被触发导通，就会产生桥臂的两个MOSFET瞬态共同导通现象，即使仅导通数十纳秒也很可能损坏MOSFET.由于使MOSFET损坏的时刻是随机的，故通常很难找到故障的真正原因。

　　产生这种现象的根本原因是MOSFET漏极电压迅速上升，并产生电容电流，通过MOS-FET的反向传输电容与输入电容分压，在MOSFET的栅一源极间产生电压。

　　1.瞬态共同导通产生的原因与分析

　　可以通过MOSFET的动态模型进行分析，MOSFET的动态模型如下图所示。

　　图中，Cgs、Cgd、Cds、Rg分别为MOSFET内部的的栅/源电容、栅/漏电容、输出电容和MOSFET的栅极体电阻。

　　在VF1开通阶段，尽管VF2处于关断状态，VF2的寄生二极管导通续流。由于VF1的开通，VF2的漏极电压急速上升，这个高幅值的dv/dt将通过VF2的寄生参数对VF2的栅极电压造成影响，其等效电路如下图所示。

　　图中的Rext为驱动电路内阻和驱动电路与MOSFET间串联电阻之和。

　　由于MOSFET在开通时并不能立即导通，因此可认为是一个线性上升的函数。这一阶段的等效电路如下图（a）和下图（b）所示，同时可以认为VF2的栅极电压为O.

　　图（b）的等效电路变为一个简单的RC回路，其节点和回路方程为

　　解式（18-8）的微分方程，开通过程完成时幅值最大，即t=Tm时，其Vgsmax为

　　很显然，Vgsmax的幅值为V通过Cgd、Cgs所得到的分压值。

　　当C.dv/dt引起的栅极电压超过了VF2的导通阈值电压，在VF1开通时，VF2也将开通。这样，输入电源将经过VF1、VF2流过一个大的穿通电流，同时，VF1还承担负载电流。

　　这样，VF1、VF2的功耗增加，又导致结温升高，使整个电源的效率下降，甚至会损坏MOSFET.