摘要：
SiC MOSFET广泛应用于高频领域，这使其在半桥电路中极易发生串扰现象。实际情况中，半桥电路上、下桥臂的栅极电阻通常保持一致。然而，现有的串扰研究仅在某一桥臂的栅极电阻为定值的条件下分析另一桥臂中栅极电阻的影响，难以获取实际电路中的串扰特性。研究了SiC MOSFET半桥电路串扰特性，分析了上、下桥臂栅极电阻单独变化与同步变化对串扰的影响规律，并探究了不同共源极电感情况下栅极电阻对串扰电压的影响，最后搭建了动态特性测试平台，实验验证了理论分析的正确性。结果表明，与只改变关断器件的栅极电阻相比，上、下桥臂同步变化时串扰电压的正峰值更小，栅极电阻的取值范围也更宽，为半桥电路中SiC MOSFET的低干扰驱动设计提供了理论参考。
引言
SiC作为一种宽禁带材料，与Si相比，具有更高的能带间隙、更大的击穿电场强度、更好的导热系数等优点”。因此，SiC MOSFET在高频、高效、高功率密度应用中得到了越来越广泛的使用。然而，它们的快开关速度和寄生参数会引人电磁干扰，如在使用SiC MOSFET的半桥变换器中会出现更严重的串扰问题。串扰是指由变化的电流和电压引起的上、下桥臂之间的耦合，耦合电压即串扰电压”。如果串扰电压超过阈值电压，就会发生误导通；如果串扰电压低于负击穿电压，就会导致设备损坏。SiC MOSFET比SiMOSFET具有更快的开关速度和更低的阈值电压，因此，采用SiC MOSFET的半桥变换器更容易受到串扰的影响。为了充分发挥SiC MOSFET在半桥拓扑的优势，必须充分评估串扰问题。
近些年来，许多学者都对串扰的影响因素进行了研究。J.J.Wang等人”认为，开关器件的栅极电阻影响较小。D.K.Yuan等人”研究了被测器件的栅极电阻的影响，得出串扰电压随被测器件的栅极电阻的增大而增大的结论。Q.P.Xiong等人发现，被测器件的共源极电感先在开通瞬态引起串扰电压的下降，而共源极电感也会降低串扰电压。当共源极电感过大时，串扰电压的负尖峰将低于最小耐受栅极电压。全面研究两桥臂栅极电阻一致性对串扰的影响需要更复杂的实验设计和更多的数据收集与分析工作，为了简化问题，现有的研究主要关注当保持一个桥臂的栅极电阻不变时，另一个桥臂的栅极电阻对串扰的影响。但在实际应用中，上、下桥臂的栅极电阻必须保持一致，来减少因电阻不匹配带来的不平衡问题，进而降低串扰电压。因此，研究同步改变上、下桥臂的栅极电阻对串扰的影响至关重要。
本文首先对SiC MOSFET在半桥电路中的开关瞬态进行了分段研究，建立了表征不同开关瞬态阶段上、下桥臂器件的电压-电流特性的解析模型。其次，利用解析模型对比了上、下桥臂器件驱动电阻同步变化与分别变化时的串扰特性差异，并且分析了共源极电感对串扰电压的作用规律。最后，搭建了针对SiC MOSFET半桥电路的动态特性测试实验平台，通过实验验证了理论分析的有效性，为半桥电路中SiC MOSFET的低干扰驱动设计提供了理论参考。
3、结论
本文研究了栅极电阻对SiC MOSFET串扰的影响。首先从理论上分析了栅极电阻对串扰的影响，然后搭建双脉冲测试平台对理论分析进行了验证。主要结论如下：①串扰电压的正、负峰值均随上、下桥臂栅极电阻的同步增大而增大；②随着共源极电感的增大，串扰电压正尖峰的增大趋势减弱，而负尖峰的增大趋势增强；③当同时改变上、下桥臂栅极电阻时，串扰电压的正尖峰较小。因此，在如交替导通器件的半桥模块应用中，为确保上、下桥臂栅极电阻保持一致，且串扰电压不超过阀值电压，所需栅极电阻的取值范围相较于仅调整单一桥臂驱动电阻的情况会更大。
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