这里,Td(on)为导通时的传送延迟 (从输入信号脉冲的50%起到电流达到稳定所需的时间) ;Toff为关断时的传送延迟 (从输出信号脉冲的50%起到整流换向完毕所需的时间)。下标HS和LS分别表示高压侧和低压侧MOSFET。要满足空载时间要求,可延长Td(on),即增加导通栅极电阻。但这种方法不适用于通过检测直流通道电流来测量三相电流的系统,因为这种系统的一个关键要求是导通延迟要小。当输出脉冲宽度小于功率器件的导通延迟时,不能用电流检测技术来测量逆变器的输出电流。增大导通延迟会增加电流检测的不确定性,尤其是在调制指数小的低速运行情况下。因此,增加导通延迟虽能缩短空载时间,但却会减弱电机的低速性能。 上述问题不能通过调节某一时刻的栅极电阻来解决。为了获得最佳的性能 (最佳空载时间、最佳延迟时间),同时又保持稳定性 (防止dV/dt感应出短路电流),必须针对电机定制MOSFET。除调节栅极电阻外,还需要优选MOSFET的Qg和Vth。在本文介绍的逆变模块中,MOSFET的Qg比值 (即Qgd/Qgs) 被设置为2.0左右,以防止在最坏的情况下出现短路电流。根据这个电荷值确定出适合的栅极电阻范围。功率MOSFET的延迟时间是Vth的对数函数。因此,Vth的变化范围对确定最坏情况的延迟时间和空载时间有很大作用。在满足这些要求的同时,输出电压变化 (dV/dt) 应当小,以降低电磁干扰。图1(a)和(b)所示的开关特性是满足如下条件时测试的结果:dV/dt=2kV/ms,空载时间=1.0ms,导通延迟时间=2.5ms (延迟时间是在最坏的运行情况下,并考虑栅极电阻和其它器件参数的离差后,从输入信号脉冲中心到建立电流稳定所需的时间)。我们已通过适当选择栅极导通电阻和阈值电压达到了这些条件。
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