 6.2 输出电压斜率 导通栅极电阻 Rg(ON) 通过控制输出电压斜率 （dVOUT/dt）来决定。当输出电压是非线性时，最大输出电压斜率 可以近似为：  插入变形表达式 Ig(avr)，并整理得到：  其中 Cgd(off) 是密勒效应电容，在数据表中定义为 Crss。 6.3 量化关断栅极电阻 在量化关断电阻时，最坏的情况是当 MOSFET 漏极处于关断时，外部动作迫使电阻整流器。 在这种情况下，输出节点的 dV/dt，诱导一股寄生电流穿过 Cgd，流向 RG(OFF) 和 RDRV(OFF)，如图 22 所示。 下面阐述了，当输出 dv/dt 是由伴随 MSOFET 的导通造成时，如何量化关断电阻，如图 22 示。 因为这个原因，关断阻抗必须根据最坏的应用情况来量化。下面的等式将 MOSFET 栅极阈值电压和漏极 dv/dt 关联起来：   重新整理表达式得到：  6.4 设计实例 使用飞兆 MOSFET FCP20N60 和栅极驱动器 FAN7382，确定导通和关断栅极电阻。FCP20N60 功率 MOSFET 的 参数如下： Qgs=13.5 nC， Qgd=36 nC， Cgd=95 pF， VGS(th) =5 V，VGS(th)MIN =3 V 6.4.1 导通栅极电阻 1)如果 VDD=15 V 时，所需的开关时间是 500 ns，计算平均栅极充电电流：  导通电阻值约为 58 Ω。 2)如果 dVout/dt=1 V/ns （VDD=15 V 时），总栅极电阻如下计算：  导通电阻值约为 62 W。 6.4.2 关断栅极电阻 如果 dVout/dt=1 V/ns，关断栅极电阻可计算为：  7. 考虑功耗 7.1 栅极驱动器的功耗 总的功耗包括栅极驱动器功耗和自举二极管功耗。栅极驱动器功耗由静态功耗和动态功耗两部分组成。它与开关频率，高端和低端驱动器的输出负载电容，以及电源VDD 有关。 静态功耗是因为低端驱动器的电源 VDD 到地的静态电流，以及高端驱动器的电平转换阶段的漏电流造成的。前者取决于 VS 端的电压，后者仅在高端功率器件导通时与占空比成正比。 动态功耗定义如下：对于低端驱动器，动态功耗有两个不同的来源。一是当负载电容通过栅极电阻充电或放电时，进入电容的电能有一半耗散在电阻上。栅极驱动电阻的功耗，栅极驱动器内部的和外部的，以及内部CMOS 电路的开关功耗。同时，高端驱动器的动态功耗也包括两个不同的来源。一个是因为电平转换电路，一个是因为高端电容的充电和放电。这里，可以忽略静态功耗，因为集成电路的总功耗主要是栅极驱动 IC 的动态功耗，可估算为：  图 23 表示计算的栅极驱动器功耗与频率和负载电容的关系 (VDD=15 V)。 此曲线可用于计算栅极驱动器造成的功耗。  自举电路的功耗是自举二极管功耗和自举电阻功耗的总和，如果它们存在的话。自举二极管的功耗是对自举电容充电时产生的正向偏置功耗与二极管反向恢复时产生的反向偏置功耗的总和。因为每个事件每个周期发生一次，所以二极管的功耗与开关频率成正比。大电容负载需要更多的电流，对自举电容器重新充电，从而导致更多的功耗。 半桥输入电压 （VDC）越高，反向恢复功耗越大。集成电路的总功耗可以估算为：栅极驱动器的功耗与自举二极管的功耗的总和，减去自举电阻的功耗。 如果自举二极管在栅极驱动器内部的话，添加一个与内部自举二极管并联的外部二极管，因为二极管功耗很大。外部二极管必须放置在靠近栅极驱动器的地方，以减少串联寄生电感，并显著降低正向电压降。 7.2 封装热阻 电路设计者必须提供： • 估算栅极驱动器封装后的功耗 • 最大工作结温 TJ, MAX,OPR，例如，如降额至 TJ,MAX=150 °C 的 80 %，对于这些驱动器为 120 °C。 • 最高工作引脚焊锡温度 TL,MAX,OPR ，大约等于驱动器下最大 PCB 温度，比如 100 °C。 • 最大允许结到引脚的热阻计算为：  8. 一般准则 8.1 印刷电路板版图 具有最小寄生电感的版图如下：• 开关之间的走线没有回路或偏差。• 避免互连链路。它会显著增加电感。• 降低封装体距离 PCB 板的高度，以减少引脚电感效应。• 考虑所有功率开关的配合放置，以减少走线长度。• 去耦电容和栅极电阻的布局和布线，应尽可能靠近栅极驱动集成电路。 • 自举二极管应尽可能靠近自举电容。 8.2 自举部件 在量化自举阻抗和初次自举充电时的电流时，必须考虑自举电阻 (RBOOT)。如果需要电阻和自举二极管串联时，首先确认 VB 不会低于 COM （地），尤其是在启动期间和极限频率和占空比下。 自举电容(CBOOT)使用一个低ESR电容，比如陶瓷电容。VDD 和 COM 之间的电容，同时支持低端驱动器和自举电容的再充电。建议该电容值至少是自举电容的十倍以上。 自举二极管必须使用较低的正向压降，为了快速恢复，开关时间必须尽可能快，如超高速。 |
