วงจรขับนำเกตแบบเรโซแนนซ์ที่ใช้ตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุแฝง

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้ศึกษาวงจรขับนำแบบเรโซแนนซ์สำหรับวงจรอินเวอร์เตอร์ เรโซแนนซ์แหล่งกระแสที่ใช้สวิตช์เรโซแนนซ์ภาคแรงดันศูนย์ความถี่สูง พฤติกรรมตัวเก็บประจุแฝงภายในมอสเฟตซึ่งมีค่าเปลี่ยนแปลงตามแรงดันเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการขับนำมอสเฟตที่ความถี่สูง ค่าตัวเก็บประจุแฝงภายในมอสเฟตที่เปลี่ยนแปลงตามแรงดันสามารถอธิบายได้โดยใช้สมการในการประมาณค่าตัวเก็บประจุแฝงทั้งด้านเข้าและด้านออกของมอสเฟต การเปลี่ยนแปลงแรงดันออกของวงจรอินเวอร์เป็นสาเหตุของปรากฏการณ์มิลเลอร์ซึ่งส่งผลกระทบต่อวงจรขับนำ ดังนั้นในการออกแบบวงจรขับนำจำเป็นจะต้องพิจารณาผลของปรากฏการณ์มิลเลอร์ดังกล่าวด้วย การใช้สวิตช์เรโซแนนซ์ภาคแรงดันศูนย์ทำให้ผลกระทบจากปรากฏการณ์มิลเลอร์ต่อวงจรขับนำเกิดขึ้นเฉพาะช่วงเวลาที่มอสเฟตหยุดนำกระแส ทำให้มอสเฟตไม่สามารถหยุดนำกระแสได้อย่างรวดเร็วหรืออาจทำให้มอสเฟตเปลี่ยนสถานะเป็นนำกระแสอีกครั้ง การศึกษาวงจรขับนำแบบเรโซแนนซ์อนุกรมจะใช้ตัวเหนี่ยวนำต่ออนุกรมระหว่างวงจรขับนำและขั้วเกตของมอสเฟต ทำให้สามารถประจุและคายประจุตัวเก็บประจุแฝงด้านเข้าของมอสเฟตได้โดยกำลังสูญเสียมีค่าต่ำ การคำนวณค่าสูงสุดของตัวเหนี่ยวนำของวงจรขับนำแบบเรโซแนนซ์ที่สามารถใช้ได้คำนวณจากค่าต่ำสุดและสูงสุดของตัวเก็บประจุแฝงด้านเข้าของมอสเฟต การพัฒนาแบบจำลองของมอสเฟตในโปรแกรม PSpice ทำให้สามารถจำลองการทำงานของวงจรขับนำได้สอดคล้องกับการทดลองยิ่งขึ้น วิทยานิพนธ์นี้สร้างวงจรอินเวอร์เตอร์เรโซแนนซ์แหล่งกระแสความถี่ 10 เมกกะเฮิรตซ์ กำลังออกสูงสุด 40 วัตต์ เพื่อตรวจสอบการคำนวณทางทฤษฎี