并联电容器在高侧与低侧驱动器中的位置选择及其电气影响
在现代电力电子系统中，尤其是变频器、逆变器和开关电源设计中，并联电容器的合理布局直接影响驱动器的响应速度、噪声水平与整体可靠性。本文从电气特性和布局角度深入分析其在高侧与低侧的应用。
一、为什么需要并联电容器？
并联电容器的主要作用包括：
- 旁路高频噪声，防止干扰驱动信号。
- 提供瞬态电流支持，应对开关瞬间的电流需求。
- 稳定驱动器供电电压，避免因线路阻抗导致的电压跌落。
二、高压侧电容布局要点
高侧驱动器由于其浮动电源特性，其供电通常依赖于自举电容或外部隔离电源。此时，并联电容应置于高侧驱动器的电源引脚附近，尤其在自举电路中，该电容可有效维持电荷泵的充电效率，防止因电压下降导致驱动失效。
例如，在IGBT或SiC MOSFET驱动器中，若高侧驱动电源未加并联电容，容易出现“栅极欠压”现象，导致器件无法完全导通，增加导通损耗甚至引发热失控。
三、低压侧电容布局的重要性
低侧驱动器虽参考地电位，但其开关动作同样会产生快速电流变化（di/dt）。因此，在低侧驱动器的电源引脚处添加并联电容，能有效吸收瞬态电流，降低电源噪声对其他电路的影响。
此外，推荐在低侧驱动器的输出端与地之间加入小容量电容（如100nF），以抑制栅极振荡和提高开关速度。
四、综合布局面板建议
为实现最优性能，建议采用“双侧并联+局部滤波”的组合策略：
- 每个驱动器（高侧与低侧）的电源引脚旁放置0.1μF至1μF陶瓷电容。
- 在主电源入口处增加10μF以上电解电容，用于储能。
- 高侧驱动器额外增加一个自举电容（如100nF~1μF），并确保其靠近驱动芯片的VBS引脚。
五、常见错误与解决方案
常见误区包括：
- 仅在低压侧加电容，忽略高侧需求 → 解决方案：双侧同步布局。
- 使用过大量电容 → 可能引入谐振，导致振铃现象 → 建议使用多级滤波（陶瓷+电解）。
- 走线过长 → 引入寄生电感 → 必须缩短电源与电容间的走线。
