布局浪涌抑制电路板的注意事项

科技观察员 2022-03-29 3779

描述

关于SiC功率元器件中栅极－源极间电压产生的浪涌，在之前发布的TechWeb基础知识SiC功率元器件应用篇的“SiCMOSFET：桥式结构中栅极－源极间电压的动作”中已进行了详细说明，如果需要了解，请参阅这篇文章。

关于浪涌抑制电路的电路板布局注意事项

浪涌抑制电路的元器件布局和焊盘布局会直接影响浪涌抑制效果，因此为了获得理想的效果，在此介绍几点需要着重注意的问题。首先，请看浪涌抑制电路和电路板布局的示例。该电路图是此前用过的电路图的一部分。电路板上配置了HS和LS两个电路。

电路板

在这块电路板上，桥式结构的HSMOSFET配置在上方，LSMOSFET配置在下方，栅极引脚和驱动器源极引脚被配置在各MOSFET的下方。VGS浪涌电压抑制电路紧靠各栅极引脚配置，是以最短距离连接的。这种精心的布局旨在更大程度地降低寄生电容、电感和电阻。

接下来，请看浪涌抑制电路的焊盘图案布局。

电路板

如果具有多个浪涌抑制电路，那么应当优先确定米勒钳位用MOSFET（Q2）的安装位置。其次时配置负浪涌钳位SBD（D2）及其旁路电容（C2），并按正浪涌钳位SBD（D3）、旁路电容（C3）和误导通抑制电容（C1）的顺序决定配置位置。这样做的原因是由于布线电感的影响，会导致浪涌抑制效果大大降低，尤其是当米勒钳位MOSFET距离只有几厘米时。

另外，非常重要的一点是，要尽量缩短由浪涌抑制电路的回流线（从驱动器源极引脚返回的线）和浪涌抑制电路的布线所形成的环路。由于SiCMOSFET的高速开关，ID中的di/dt会引起较大的EMI，所以其布线环路应尽量避免受ID产生的EMI的影响。这次评估的电路板是4层结构，第2层全为回流线。因此，可以将回流线直接置于浪涌抑制电路正下方，从而可以更大程度地缩小环路面积。

如果来自驱动电源的阻抗足够小，那么就不需要与钳位SBD并设的旁路电容器，但是由于驱动电源通常距离较远，所以需要在SBD附近安装一个旁路电容器，以便SBD能够以低阻抗工作。此外，在选择电容器时，请充分考虑阻抗特性并选择在几十MHz频段上具有谐振点的电容器（0.1µF，1.0×0.5mm尺寸）。

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