前面我們討論了關于高側自舉驅動的自舉電容容值計算，但目前有很多寬禁帶半導體驅動器是正負電壓驅動，在高速開關過程中，為了使得開關管快速關斷，避免在高速開關過程中出現關斷不徹底損壞器件的現象。本文將著重討論正負驅動中常用的耦合電容容值選取標準以及穩定時間的計算。

   在此示例中，將計算交流耦合柵極驅動電路的耦合電容和柵極-源極電阻值。 設計目標是在MOSFET關斷期間為其提供3V負偏壓。 應用電路如下圖：

提供以下設計信息：

dVIN/dt=200V/ms         該值表示上電期間輸入電壓的最大 dv/dt，受浪涌電流限制電路和輸入儲能電容器的綜合影響。

CGD,0=1nF                     在 0V 漏源電壓（最壞情況啟動條件）下從數據表中讀取的 MOSFET 的最大柵漏電容。

VTH=2.7V                      柵源開啟閾值@TA,MAX。

VDRV=15V                    PWM控制器的電源電壓，即柵極驅動器的偏置電壓。

fDRV=100kHz               最大開關頻率

DMAX=0.8                    最大占空比，由 PWM 控制器限制。

VCL=3V                        偏置負電壓幅值

?VC=1.5V                     耦合電容最大紋波

QG=80nC                      MOSFET驅動電荷

τ=100µs                        耦合電容電壓 (VC) 的瞬態時間常數。 這也是建立 VC 初始值的啟動時間常數。

   設計首先確定柵極下拉電阻的最大值。 在上電期間，RGS 必須足夠低以保持 MOSFET 關閉。 當漏極-源極端子上的電壓上升時，CGD電容器被充電，并且與dVIN / dt成比例的電流流過RGS。 如果 RGS 上的壓降保持低于柵極閾值，則 MOSFET 保持關閉。 因此，允許的最大 RGS 值為：

   下一步是找到所需時間常數和紋波電壓的通用解決方案。 這兩個方程是：

   其中 VC(D) 是作為占空比函數的耦合電容器電壓。 由于所有參數都已定義，因此可以立即評估第二個方程。 一般來說，如果不使用鉗位電路，則 VC(D)=D⋅VDRV，并且該表達式在 D=0.5 處具有局部最大值，這給出了最小耦合電容值。 在這個應用中，耦合電容電壓被齊納鉗位限制在3V。因此對于D>0.2，耦合電容電壓是恒定的，VC=3V。 因此，第二個方程的最大值不在 D=0.5 處，而是在最大占空比 DMAX 處。在計算 CC 之前，應指出另一個重要限制。 為了獲得有意義的正電容值，第二個方程的分母必須為正，這對瞬態時間常數設置了限制。 這個限制是：

   如果不使用鉗位電路，此功能在 D=0.5 處具有最大值。 對于鉗位電路，D=DMAX 將定義耦合電容器電壓的最快可能瞬態響應。 代入應用參數并使用適用于鉗位情況的適當公式得出以下值：

   這些結果是可接受的，因為τMIN<τ和RGS，MAX> RGS，因此滿足所有條件。 在最大占空比為 0.8 時，RGS 的最壞情況功耗為 173mW。 如果該值不可接受，則選擇較長的時間常數會增加下拉電阻值。 同時，功耗和耦合電容值將降低。

   最后一個計算是計算旁路電容值。 假設偏置軌上的最大紋波為 1V (?VDRV=1V)，將產生以下最小旁路電容值：