简述逆变电路及其控制及门极关断箝位电路设计

2 门极关断箝位电路

针对前面的分析，本文将提出一种门极关断箝位电路，通过在开关管驱动电路中附加这种电路，可以有效地降低上述门极尖刺。带有门极关断箝位电路的驱动电路如图4所示。

门极关断箝位电路由 MOSFET 管MC1和MC2、MC1门极下拉电阻RC1和MC2门极上拉电阻RC2组成。实际上该电路是由 MOSFET 构成的两级反相器。当MC1门极为高电平时，MC1导通，MC2因门极为低电平而关断，不影响功率开关管的正常导通;当MC1门极为低电平时，MC1关断，MC2因门极为高电平而饱和导通，从而在功率开关管的门极形成了一个极低阻抗的通路，将功率开关管的门极电压箝位在0V，基本上消除了上文中提到的电压尖刺。

在使用这个电路时，要注意使MC2 D、S与功率开关管G、E间的连线尽量短，以最大限度地降低功率开关管门极寄生电感和电阻。在电路板的排布上，MC2要尽量靠近功率开关管，而MC1、RC1和RC2却不必太靠近MC2，这样既可以发挥该电路的作用，也不至于给电路板的排布带来很大困难。

用双极型晶体管(如8050)同样可以实现上述电路的功能。双极型晶体管是电流型驱动，其基极必须要串联电阻。为了加速其关断，同时防止其本身受到干扰，基极同样需要并联下拉电阻，这样就使电路更加复杂。同时，要维持双极型晶体管饱和导通，其基极就必须从电源抽取电流，在通常的应用场合这并无太大影响，但在自举驱动并且是SPWM的应用场合，这些抽流会大大加重自举电容的负担，容易使自举电容上的电压过低而影响电路的正常工作。因此选用MOSFET来构成上述门极关断箝位电路。

图5是在没有门极关断箝位电路的情况下，直流母线电压为100V时T2门极信号的波形。可以看到在门极有一个电压尖刺，这个尖刺与门极脉冲的时间间隔刚好等于死区时间，由此可以证明它是在同一桥臂另一开关管开通时产生的。

图6是在有门极关断箝位电路的情况下，直流母线电压为400V时T2门极信号的波形。此时电压尖刺基本消除。

通过实验验证，该电路确实可以抑制和消除干扰，有一定的使用价值，可以提高电路的可靠性。