C2000 MCU 配置为使用具有 16kHz 开关频率和 150ns 死区时间的互补 PWM 信号生成三相空间矢量。每相的 PWM 占空比配置为驱动相应的相位直流电流 I_U，其中 I_V = I_W = – 0.5 I_U。

U 相的 LMG3422 开关节点电压通过使用尾纤探头插入 LMG3422 源极顶部与 PGND 处为测试准备的两个通孔来进行测试，如图 4-6 所示。

图 4-6 LMG3422 开关节点相电压测量

为了展示硬开关和软开关，以下各图概述了相电流为 ±1A 和 ±4A 时的 U 相开关节点瞬态。

请注意，在 ±1A 时，相电流 U 不足以在 120ns 的短暂死区时间内对半桥的有效输出电容进行放电（或充电）；因此，相应的 GaN-FET 仍然部分硬开关，但处于较低的漏源电压。例如，在图 4-7 中，顶部 GaN-FET 关断，底部 GaN-FET 进入第三象限模式。由于存在寄生输出电容，每个半桥的有效寄生输出电容会影响 U 相的电压下降。在 120ns 死区时间后，有效寄生输出电容会以 1A 的印象电流从 320V 放电至 250V 左右。因此，底部 GaN-FET 仍会从 250V 硬开关至 0V。

在图 4-7 至图 4-14 中看到的相电流振荡（4.5A_peak，约 10MHz，硬开关时持续时间为 500ns）是由 1m 电缆和交流感应电机的寄生电容和电感引起的。

使用 20cm 电缆时，振荡显著减少，此时搭配使用 200V_AC 伺服电机，如图 4-15 和图 4-16 所示。

图 4-7 1A 且通过 1m 电缆连接到交流感应电机时的 U 相上升沿波形

图 4-8 1A 且通过 1m 电缆连接交流感应电机时的 U 相下降沿波形

图 4-9 -1A 且通过 1m 电缆连接到交流感应电机时的 U 相上升沿波形

图 4-10 -1A 且通过 1m 电缆连接交流感应电机时的 U 相下降沿波形

图 4-11 4A 且通过 1m 电缆连接到交流感应电机时的 U 相上升沿波形

图 4-12 4A 且通过 1m 电缆连接交流感应电机时的 U 相下降沿波形

图 4-13 -4A 且通过 1m 电缆连接到交流感应电机时的 U 相上升沿波形

图 4-14 -4A 且通过 1m 电缆连接交流感应电机时的 U 相下降沿波形

硬开关模式下从 20% 到 80% 的上升沿压摆率约为 32V/ns，硬开关模式下从 80% 到 20% 的下降沿压摆率约为 30V/ns，接近于使用 LMG3422R030 时配置的 30V/ns 导通压摆率。

请注意，在 ±4A 或更高相电流下，相电流 U 足够大，能够在短暂死区时间内对半桥的有效寄生输出电容完全放电（或充电），因此相应的 GaN-FET 是软开关。根据软开关期间的相位压降，可以使用方程式 4 来估算每个半桥的有效输出电容。

电容 C_OSS,HB 基本上是 GaN-FET 底部和顶部 C_O(tr) 与 PCB、电机电缆和电机相应寄生电容的总和。请参阅效率测量 部分，以便进一步分析。

相电流的振荡主要由电机电缆和电机绕组引起，较短的电缆会导致较低的峰值振荡和较高的振荡频率，如图 4-15 和图 4-16 所示。寄生振荡的峰值振幅和频率几乎与负载电流无关。与将 1m 电缆与交流感应电机搭配使用相比，硬开关期间的峰值振荡幅度从 5A_peak 到 1A_peak 降低 80%，频率从 10MHz 提高到 40MHz，而持续时间从 500ns 降低到小于 200ns。

图 4-15 2A 且通过 0.2m 电缆连接到 PM 同步电机时的 U 相上升沿波形

图 4-16 2A 且通过 0.2m 电缆连接到 PM 同步电机时的 U 相下降沿波形