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组建可靠系统 电源模块设计分析(组图)
 
慧聪网   2006年4月3日9时34分   信息来源:21IC    



    图4:

出现在低端MOSFET的dv/dt感生电平振幅

出现在低端MOSFET的dv/dt感生电平振幅

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    自适应死区时间控制器负责在外面监测 MOSFET 的门极电压。因此,任何新加的外置门极电阻会分去控制器内置下拉电阻的部分电压,以致门极电压实际上会比控制器监控的电压高。

    预测性门极驱动是另一个可行的方案,办法是利用数字反馈电路检测内置二极管的导电情况以及调节死区时间延迟,以便将内置二极管的导电减至最少,确保系统可以发挥最高的效率。若采用这个方法,控制器芯片需要添加更多引脚,以致芯片及电源模块的成本会增加。

    有一点需要注意,即使采用预测性门极驱动,也无法保证场效应晶体管不会因为 dv/dt 的电感感应而启动。

    延迟高端 MOSFET 的启动也有助减少击穿情况出现。虽然这个方法可以减少或彻底消除击穿现象,但缺点是开关损耗较高,而效率也会下降。我们若选用较好的 MOSFET,也有助缩小出现在底层 MOSFET 门极的 dv/dt 电感电压振幅。Cgs 与 Cgd 之间的比率越高,在 MOSFET 门极上出现的电感电压便越低。

    击穿的测试情况经常被人忽略,例如在负载瞬态过程中——尤其是每当负载已解除或突然减少时——控制器会不断产生窄频脉冲。目前大部分高电流系统都采用多相位设计,利用驱动器芯片驱动 MOSFET。但采用驱动器芯片会令击穿问题更为复杂,尤其是当负载处于瞬态过程之中。例如,窄频驱动脉冲的干扰,再加上驱动器出现传播延迟,都会导致击穿情况的出现。

    大部分驱动器芯片生产商都特别规定控制器的脉冲宽度必须不可低于某一最低的要求,若低于这个最低要求,便不会有脉冲输入 MOSFET 的门极。

    此外,生产商也为驱动器芯片另外加设可设定死区时间 (TRT) 的功能,以增强自适应转换定时的准确性。办法是在可设定死区时间引脚与接地之间加设一个可用以设定死区时间的电阻,以确定高低端转换过程中的死区时间。这个死区时间设定功能加上传播延迟可将处于转换过程中的互补性 MOSFET 关闭,以免同步降压转换器出现击穿情况。

 
 
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