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大功率开关电源中功率MOSFET的驱动技术
3 e6 J& e8 B( a, K# P: W/ B$ S- t' j) d! _
功率MOSFET具有导通电阻低、负载电流大的优点，因而非常适合用作开关电源(switch-mode powersupplies，SMPS）的整流组件，不过，在选用MOSFET时有一些注意事项。
& i6 T& D$ e% \& j" A5 ~8 m功率MOSFET和双极型晶体管不同，它的栅极电容比较大，在导通之前要先对该电容充电，当电容电压超过阙值电压（VGS-TH)时MOSFET才开始导通。因此，栅极驱动器的负载能力必须足够大，以保证在系统要求的时间内完成对等效栅极电容（CEI）的充电。 ]" p! \9 v+ M+ r. K
在计算栅极驱动电流时，最常犯的一个错误就是将MOSFET的输入电容(CISS）和CEI混为一谈，于是会使用下面这个公式去计算峰值栅极电流。. Z6 k4 \5 |( V" W/ W6 d5 t. i+ A
l = C(dv / dt)3 ~3 H& n( {$ Y
实际上，CEI的值比CISS高很多，必须要根据MOSFET生产商提供的栅极电荷(QG）指标计算。QG是MOSFET栅极电容的一部分，计算公式如下:
, C" g$ H; }& i6 vQG= QGS + QGD + QOD/ v4 y9 w4 e- V' f. Q
其中:
7 T+ k i4 {& g, V; ~QG—-总的栅极电荷QGS--栅极-源极电荷
, h" V! j/ H% A0 mQGD--栅极-漏极电荷(Miller)
$ l$ ~- v1 h9 p# U3 u* iQOD——Miller电容充满后的过充电荷5 D" n4 V9 V1 j( C, G% ^" f
典型的MOSFET曲线如图1所示，很多MOSFET厂商都提供这种曲线。可以看到，为了保证MOSFET导通，用来对CGS充电的VGS要比额定值高一些，而且CGS也要比VTH高。栅极电荷除以VGS等于CEI，栅极电荷除以导通时间等于所需的驱动电流（在规定的时间内导通)。
. k7 R+ r8 h3 i) t9 c, t7 |用公式表示如下:% o" Z; ?+ t- J9 }6 x8 j, b6 p
QG= (CEI)(VGS)IG = QG/t导通
' q. j+ k4 Z1 L* J% c7 E其中:* e! j3 b# x% p5 _/ `
) v6 [; G3 N0 C$ f/ [! ^8 q/ Q( A r( c- X' G8 ?4 _7 i
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发表于 2020-11-30 11:14
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