当直流稳压电源IGBT在开关时普遍会遇到的一个问题即寄生米勒电容开通期间的米勒平台。米勒效应在单直流稳压电源门极驱动的应用中影响是很明显的。基于门极G与集电极C之间的耦合，在直流稳压电源IGBT关断期间会产生一个很高的瞬态dv/dt，这样会引发门极VGE间直流稳压电源电压升高而导通，这是一个潜在的风险(如图1）。

图1：下管直流稳压电源IGBT因为寄生米勒电容而引起导通

寄生米勒电容引起的导通

在半桥拓扑中，当上管直流稳压电源IGBT(S1)正在导通， 产生变化的直流稳压电源电压dV/dt加在下管直流稳压电源IGBT（S1)C-E间。直流稳压电源电流流经S2的寄生米勒电容CCG 、门极驱动电阻RG 、内部集成门极驱动电阻RDRIVER ，如图1所示。直流稳压电源电流大小大致可以如下公式进行估算：

这个直流稳压电源电流产生使门极电阻两端产生直流稳压电源电压差，这个直流稳压电源电压如果超过直流稳压电源IGBT的门极驱动门限阈值，将导致寄生导通。设计工程师应该意识到直流稳压电源IGBT节温上升会导致直流稳压电源IGBT门极驱动阈值会有所下降，通常就是mv/℃级的。

当下管直流稳压电源IGBT(S2)导通时，寄生米勒电容引起的导通同样会发生在S1上。

减缓米勒效应的解决方法

通常有三种传统的方法来解决以上问题：第一种方法是改变门极电阻(如图2);第二种方法是在在门极G和射极E之间增加电容(如图3);第三种方法是采用负压驱动(如图4)。除此之外，还有一种简单而有效的解决方案即有源钳位技术(如图5)。

独立的门极开通和关断电阻

门极导通电阻RGON影响直流稳压电源IGBT导通期间的门极充电直流稳压电源电压和直流稳压电源电流;增大这个电阻将减小门极充电的直流稳压电源电压和直流稳压电源电流，但会增加开通损耗。

寄生米勒电容引起的导通通过减小关断电阻RGOFF可以有效抑制。越小的RGOFF同样也能减少直流稳压电源IGBT的关断损耗，然而需要付出的代价是在关断期间由于杂散电感会产生很高的过压尖峰和门极震荡。

图2：独立的门极开通和关断电阻

增加G-E间电容以限制米勒直流稳压电源电流

G-E间增加电容CG将影响直流稳压电源IGBT开关的特性。CG分担了米勒电容产生的门极充电直流稳压电源电流，鉴于这种情况，直流稳压电源IGBT的总的输入电容为CG||CG’。门极充电要达到门极驱动的阈值直流稳压电源电压需要更多的电荷(如图3)。

图3：G-E间增加电容

因为G-E间增加电容，驱动直流稳压电源功耗会增加，相同的门极驱动电阻情况下直流稳压电源IGBT的开关损耗也会增加。

采用直流稳压电源负以提高门限直流稳压电源电压

采用门极负直流稳压电源电压来安全关断，特别是直流稳压电源IGBT模块在100A以上的应用中，是很典型的运用。在直流稳压电源IGBT模块100A以下的应用中，处于成本原因考虑，负门极直流稳压电源电压驱动很少被采用。典型的直流稳压电源负直流稳压电源电压直流稳压电源电路如图4。

图4：直流稳压电源负直流稳压电源电压

增加直流稳压电源负供电增加设计复杂度，同时也增大设计尺寸。

有源米勒钳位解决方案

为了避免RG优化问题、CG的损耗和效率、直流稳压电源负供电增加成本等问题，另一种通过门极G与射极E短路的方法被采用来抑制因为寄生米勒电容导致的意想不到的开通。这种方法可以在门极G与射极E之间增加三级管来实现，在VGE直流稳压电源电压达到某个值时，门极G与射极E的短路开关(三级管)将触发工作。这样流经米勒电容的直流稳压电源电流将通过三极管旁路而不至于流向驱动器引脚VOUT。这种技术就叫有源米勒钳位技术(如图5)。

图5：有源米勒钳位采用外加三极管

增加三级管将增加驱动直流稳压电源电路的复杂度。

结论

以上阐述的四种技术的对比如下表

	抑制寄生米勒导致的误导通效果	成本	开关损粍	其他
减小RGOFF	+	LOW	▼	过压尖峰高，需要优化
增加CG	+	LOW	▲	降低效率，需要优化
负电源供电	+ +	HIGH	T	增加设计复杂度
有源	+ +	LOW	T	增加设计复杂度

在最近几年时间里，高度集成的门极驱动器已经包含有源米勒钳位解决方案并带有饱和压降保护、欠直流稳压电源电压保护