POWER_MOSFET驱动技术.pdf

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1、POWERMOSFET驱动技术1POWERMOSFET直接驱动2POWERMOSFET自举驱动3POWERMOSFET隔离驱动4POWERMOSFET并联驱动POWERMOSFET的结构N-MOSFET结构示意图POWERMOSFET等效模型动态模型：开关模型：描述了dV/dt的影响描述了MOSFET的重要寄生参数POWERMOSFET寄生参数VDSspec,CC2RSSave,,RSSspecVDSoff,VDSspec,CC2OSSave,,OSSspecVDSoff,CCGDRSSave,CCCGSISSRSSCCCDSOSSave,,RSSavePOWERMOS

2、FET开通过程to-t1:驱动通过Rgate对Cgs充电，Vgs电压以指数形式上升POWERMOSFET开通过程I()VVgdGSthfst1-t2:Vgs达到MOSFET开启门槛电压，MOSFET进入线性区，Id缓慢上升POWERMOSFET开通过程t2-t3:Id达到稳定值，Vgs固定不变，Vds电压开始下降，VDD给Cgd提供放电电流。（米勒效应）POWERMOSFET开通过程t3-t4:Vds下降到0V，MOSFET完全导通，VDD继续给Cgs充电，直至Vgs=Vdd,MOSFET完成开通过程。POWERMOSFET关断过程MOSFET的关断过程是开通过程的反过程。POWERM

3、OSFET驱动电流QgQgsQgdQodtsQQidtQItIgggsgggts0VtdrRCgeffiegRgVidrgpkRg等效电路中的Ceff为等效输入电容，并不等于CissZVS电路中POWERMOSFET开通过程在ZVS电路或同步整流电路中，MOSFET驱动没有米勒平台。POWERMOSFET驱动电阻的影响增大驱动电阻的影响12108D1Rgate增大V26Q1-G/VQ1-GI1R1Q1V142-0240240.1240.2240.3240.4Time/uSecs100nSecs/div驱动上升变慢，开关过程延长，开关损耗增大。POWERMOSFET

4、驱动电阻的影响减小驱动电阻的影响101100m1610m1m14100uSpectrum(Q1-G)/V1210u1u10100n02468101214168Frequency/MHertz2MHertz/divQ1-G/V1061Rgate增大4100m210m1m-0Spectrum(Q1-G(tran19))/V450450.02450.04450.06450.08450.1450.12450.14450.16100u10uTime/uSecs20nSecs/div00.511.522.533.54Frequency/MHertz500kHertz/div驱动上升变快，驱动电压过冲增加

5、，EMI变差POWERMOSFET驱动保护为防止误导通，G-S间应为防止关断时误导通，关断时G-S并一个电阻。通常为10K之间应提供一个低阻抗回路POWERMOSFET驱动保护常用的加速关断电路ICD2U1U2RefvVpD1RefvVpOscOscR2Q2VfbVoutVfbVoutQ3R1Q1CompCompSenseSenseGndGnd•关断电流通过Q3构成回•电路简单路，关断电流环路小•关断电流将流过芯片•开关G极电位不能到0加速关断电路可以加快关断速度，减小关断损耗，同时在关断时给开关管提供低阻抗回路，防止误动作。POWERMOSFET自举驱动自举电路工作原理自举电路充电回路自举

6、电路放电回路POWERMOSFET自举驱动自举电路元件参数计算1)由于上管所需的驱动能量来自于自举电容，因此自举电容的容量应足够大。QQ()IIIItTOTALGLKD,QLS,,QDRVGSoffmaxCBOOTVVBOOTBOOT其中：Q----------栅极电荷GI-------自举二极管漏电流LK，DI-------内部电平转换静态电流Q，LSI------自举电路静态电流Q，DRVI----------G-S间漏电流GS2)由于自举二极管工作在高频开关状态，因此需选用高压快恢复二极管POWERMOSFET自举驱动占空比对自举电压的影响POWERMOSFET自举驱

7、动源极负压对于电路的影响POWERMOSFET自举驱动减小源极负压对电路影响的方法能一定程度缓解源极负压对电路能有效减小源极负压的影响，的影响，但是会使得自举电容充电时但是同样使得自举电容充电时间变间常数变长长POWERMOSFET自举驱动减小寄生电感的方法•开关之间的走线不形成回路•减小开关管的走线长度•自举二极管应尽可能靠近自举电容•去耦电容和栅极驱动电阻应尽可能靠近栅极驱动集成电路。POWERMOSFE