4.3 VS 与 VOUT 之间的电阻 在第二个选项中,自举电路的 VS 和 VOUT 之间,添加上一个小电阻 RVS,如图 16 所示。RVS 的建议值在几个欧姆左右。 RVS 不仅用作自举电阻,还用作导通电阻和关断电阻,如图 17。自举电阻,导通电阻和关断电阻通过下面的等式计算: 4.4 VS 箝压二极管和重布置栅极电阻 在第三个选项中,自举电路把栅极电阻重新布置到 VS 和VOUT 之间,并且在 VS 和地之间增加一个低正向压降的肖特基二极管,如图 18 所示。VB 和 VS 之间的电压差,应保持在数据表规定的绝对最大额定值范围内,并且必须符合下列等式: 4.5 重布置栅极电阻;双重目的 栅极电阻设置了 MOSFET 的导通速度和关断速度,限制了在主开关源极的电压负向瞬态时,肖特基二极管的电流。另外,连接到 CBOOT 两端的双二极管,确保自举电容不会出现过电压。该电路唯一的潜在危险是,自举电容的充电电流必须流过栅极电阻。CBOOT 和 RGATE 的时间常数减缓再充电过程,可能成为 PWM 占空比的限制因数。 第四个选择,包括在 VS 和 VOUT 之间,重新布置一个栅极电阻,以及在 VS 和地之间放置一个箝压器件,如图 19所示,布置了一个齐纳二极管和 600V 二极管。根据下列规则,量化齐纳电压: 5. 选择 HVIC 电流能力 对于每一种额定驱动电流,计算指定时间内所能切换的最大栅极电荷 QG,如表 1 所示。 注: 1.对于单 4 A,并联双 2 A 的两个通道! 例如, 100 ns 的开关时间是: 100 KHz 时转换器开关周期的 1 % ;300 KHz 时转换器开关周期的 3 % ;以此类推。 1. 所需的额定栅极驱动电流取决于在开关时间 tSW-ON/OFF 内,必须移动的栅极电荷数 QG (因为开关期间的平均栅极电流是 IG) : 2. 最大栅极电荷 QG,从 MOSFET 数据表得到。 如果实际栅极驱动电压 VGS 与规格表上的测试条件不同,使用 VGS 与 QG 曲线。数据表中的值乘上并联的MOSFET 数量就是所需的值。 3. tSW_ON/OFF 表示所需的 MOSFET 开关速度。如果该值未知,取开关周期 tSW 的 2%: 如果通道 (V-I) 开关损耗主要受开关转换(导通或关断)支配,需要根据转换调整驱动器。对于受箝制的电感性开关(通常情况),每次转换的通道开关损耗估算如下: 其中 VDS 和 ID 是每个开关间期的最大值。 4. 栅极驱动器的近似电流驱动能力计算如下 (1) 拉电流能力 (导通) (2) 灌电流能力 (关断) 其中: QG = VGS = VDD 时, MOSFET 的栅极电荷; tSW_ON/OFF = MOSFET 开关导通 / 关断时间;和1.5 = 经验因子 (受通过驱动器输入级的延迟和寄生效应的影响) 6. 栅极电阻设计流程 输出晶体管的开关速度受导通和关断栅极电阻的控制,这些电阻控制了栅极驱动器的导通和关断电流。本节描述了有关栅极电阻的基本规则,通过引入栅极驱动器的等效输出电阻来获取所需的开关时间和速度。图 20 描述了栅极驱动器的等效电路和在导通和关断期间的电流流动路径,其中包括栅极驱动器和开关器件。 图 21 显示了开关器件在导通和关断期间的栅极 - 电荷传输特性。 6.1 量化导通栅极电阻 根据开关时间 tsw,选择导通闸极电阻 Rg(ON),以获得所需的开关时间。根据开关时间确定电阻值时,我们需要知道电源电压 VDD ( 或 VBS),栅极驱动器的等效导通电阻 (RDRV(ON)),和开关器件的参数 (Qgs, Qgd, 和 Vgs(th))。 开关时间定义为到达坪电压 (给 MOSFET 提供了总共Qgd + Qgd 的电荷)末端所花费的时间,如图 21 所示。导通栅极电阻计算如下: 其中 Rg(ON) 是栅极导通电阻, RDRV(ON) 是驱动器的等效导通电阻。 |