mos驱动汇总情况情况

《mos驱动汇总情况情况》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实用标准文案大功率开关电源中功率MOSFET的驱动技术功率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-modepowersupplies，SMPS）的整流组件，不过，在选用MOSFET时有一些注意事项。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，当电容电压超过阈值电压（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。在计算栅极驱动电流时，最常犯的一个错误就是将M

2、OSFET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。I=C(dv/dt)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：QG=QGS+QGD+QOD其中：QG--总的栅极电荷QGS--栅极-源极电荷QGD--栅极-漏极电荷（Miller）QOD--Miller电容充满后的过充电荷典型的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

3、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）。用公式表示如下：QG=(CEI)(VGS)IG=QG/t导通其中：●QG总栅极电荷，定义同上。●CEI等效栅极电容●VGS删-源极间电压●IG使MOSFET在规定时间内导通所需栅极驱动电流MOSFET驱动器的功耗对MOSFET的栅极进行充电和放电需要同样的能量，无论充放电过程快或慢（栅极电压的上升和下降）。因此，MOSFET驱动器的电流驱动能力并不影响由MOSFET栅极的容性负载产生的

4、驱动器功耗。MOSFET驱动器的功耗包含三部分：1.由于MOSFET栅极电容充电和放电产生的功耗。公式1：PC=CG×VDD2×F其中：CG=MOSFET栅极电容VDD=MOSFET驱动器电源电压（V）F=开关频率2.由于MOSFET驱动器吸收静态电流而产生的功耗。公式2：精彩文档实用标准文案PQ=(IQH×D+IQL×(1-D))×VDD其中：IQH=驱动器输入为高电平状态的静态电流D=开关波形的占空比去IQL=驱动器输入为低电平状态的静态电流3.MOSFET驱动器交越导通（穿通）电流产生的功耗。公式3：PS=CCFV××DD其

5、中：CC=交越常数（A*sec）从上述公式推导得出，三部分功耗中只有一个与MOSFET栅极电容充电和放电有关。这部分功耗通常是最高的，特别在很低的开关频率时。为了计算公式1的值，需要知道MOSFET栅极电容。MOSFET栅极电容包含两个电容：栅源电容和栅漏电容（密勒电容）。通常容易犯的错误是将MOSFET的输入电容（CISS）当作MOSFET总栅极电容。确定栅极电容的正确方法是看MOSFET数据手册中的总栅极电容（QG）。这个信息通常显示在任何MOSFET的电气特性表和典型特性曲线中。表1显示了500V、14A、N沟道MOSFET

6、的栅极电容在数据手册中的典型示例。要留意数据手册表中给出的数值与它们的测试条件有关：栅极电压和漏极电压。这些测试条件影响着栅极电荷的值。图1显示同一个MOSFET在不同栅极电压和漏极电压下栅极电荷的典型特性曲线。应确保用来计算功耗的栅极电荷值也满足应用条件。从图1的曲线中选取VGS=10V的典型值，我们得到总栅极电荷为98nC（VDS=400V）。利用Q=C*V关系式，我们得到栅极电容为9.8nF，这大大高于表1中列出的2.6nF的输入电容。这表明当计算栅极电容值时，总栅极电容值应从总栅极电荷值推导而来。精彩文档实用标准文案当使用

7、电气特性表中栅极电荷的最大值来进行最坏情况设计时，这个值应根据设计中的漏源电压和栅源电压进行调整。利用表1给出的MOSFET信息并以图1为例，在VGS为12V，开关频率F=250kHz和漏源电压为400V时，由MOSFET栅极电容的充放电而产生的MOSFET驱动器的功耗为：通过使用图1的曲线并找到12V时对应的QG值可以得到CG的值。用QG除以12V就得到CG的值。已知QG等于CG*VG，PC公式可重写为：需要特别留意的是，公式中的电压被取了平方。因此，减小栅极驱动电压可以显著减小驱动器的功耗。对于一些MOSFET，栅极驱动电压超

8、过8V至10V并不会进一步减小MOSFET电阻（RDS-ON）。以上述MOSFET为例，10V栅极驱动电压时功耗为：栅极电压减小了16%（从12V减小至10V），而得到的由栅极驱动的功耗减小了28%。进一步可以看到由于栅极电压减小，也降低了交越传导