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。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。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●