ハーフブリッジ回路のハイサイドMOSFETがオンになったときの深刻なリンギング

ハーフブリッジ構成の2つのIRF3205（55V、8mΩ、110A）パワーMOSFETを駆動するIR2113ハイサイドおよびローサイドゲートドライバーを備えたPCB（プロトタイピングビルディングブロックとして使用）を設計しました。

物理的なセットアップの写真

負荷で回路をテストすると、ハイサイドがオンになるたびに、ローサイドがきれいに切り替わる一方で、ハーフブリッジ（X1-2）の出力に多くのリンギングがあることがわかりました。入力波形のデッドタイム設定をいじってみて、負荷（X1-2からX1-3に接続された同期バックコンバーターをシミュレートする直列の電力抵抗器を持つインダクタ）を削除しても、このリンギングは減少しませんでした。以下の測定は、負荷が接続されていない状態で行われました（オシロスコープのプローブを除き、X1-2には何もありません）。

どうやら寄生インダクタンスと寄生容量はそれを引き起こすのに十分ですが、なぜローサイドが同様に機能するのかわかりません。私にとって、両方のゲート駆動波形は十分にきれいに見え、電圧はMOSFETのしきい値電圧をかなり速く遷移します。切り替え時にシュートトラフは存在しません。問題の考えられる原因は何ですか？また、症状を軽減するためにどのような対策を講じることができますか？

ここや他のサイトには非常によく似た質問がたくさんあることを知っていますが、投稿された回答は私の特定の問題には役に立たないことがわかりました。

編集

入力（X1-1〜X1-3）に2200uFの電解コンデンサがあり、トランジェントとノイズを抑制しましたが、高周波を抑制することは明らかにできませんでした。電解コンデンサと並列に100nFコンデンサ（Andy akaの回答で提案されている）を追加すると、出力（X1-2からグランド）のリンギングが半分に減少し、電源（X1-1からグランド）のリンギングが1倍減少しました10。

電源レールを調べてみてください。あなたはそこにそれらのスパイクを見るに違いない。これは、ベンチ電源とMOSFETの間のリード長によるものです。スコープはそのレールを基準にしているため、明らかに下側のFET側には表示されませんが、電源に戻ってプローブした場合は間違いないでしょう。

MOSFETを閉じる電源レールに1uFまたは10uFのセラミックを試してください。

アンディが言ったように供給レールのバイパスに対処し、R1 R7を増やし、ターンオンよりもターンオフを速くするために何かをすることでゲートを遅くしたと仮定します。それでも鳴る場合は、試してみることが2つあります。fetのDSにショットキーダイオード60Vを配置し、各FETのDSにRCスナバを配置できます。

アンディは別名でこれについて答えを得たと思いますが、リンギングはFETにつながるワイヤのインダクタンスとFETのゲート容量によって引き起こされることを明確にしたかったのです。これにより、回路のインダクタンスとキャパシタンスに基づいた周波数で共振するLC回路が作成されます。通常、ダンピング抵抗を使用し、リード長を可能な限り短くすることにより、効果が減少します。

ハイサイド抵抗を22Eに減らすと、問題が解決する可能性が高くなります。これは、多くの場合、MosfetsをHARDに切り替えることで発生します。