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低侧栅极驱动器设计 - 第2部分,电路选择

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zhiweiqiang33 发表于 2014-9-9 09:39:37 | 显示全部楼层 |阅读模式

对于大多数应用,出于经济性和简洁性考虑,导通和关断使用同样的无源栅极驱动电路。至少必须考虑串联Rg(栅极串联电阻)。这会限制最大Vdd电压时栅极驱动器需要的峰值驱动电流。Rg也可调整以限制漏极dV/dt。

此外,串联栅极电阻提高了MOSFET中的ESD(静电放电防护)能力,包括漏极端。

通常Rg的最小值通过希望的输出电流最大值来设定。在许多设计中,Rg大于此值,以调整导通时间或限制漏极dV/dt。

Doff和Rgoff

有时需要增加关断加速电路。这通常用于半桥应用,在半桥应用中,一个设备在导通前另外一个设备必须彻底关断,以避免图腾柱直通和/或允许上端MOSFET的有一定反向恢复时间。

Rgs(栅极至源极)

Rgs称为栅极下拉电阻。许多商用低端栅极驱动器应用忽略Rgs。但好处是多方面的:

1) 地电压不稳定的应用容易出现一些故障,栅极至源极电阻可保护栅极开路。还会在上电时建立确定的状态,而此时控制信号可能仍处于未知状态。

(注意,在MOSFET栅极内部本身为开路时,这并不提供保护。)

2) 温和抑制栅极振铃,振铃是器件本身和用户布板造成的寄生电感引起。

对于用MOSFET做输出应用的的栅极驱动器,如常见的高压集成电路(HVIC),Rgs的值可能很低,从而使上端输出可能获得很大的静态电流。在MillerDrive®或复合应用输出中,双极性器件(IGBT,BJT等)提供高峰值电流,而上端MOSFET提供稳态输出电流。这会限制导通状态时Rgs的值,因此阻尼效果不大。某些栅极驱动器在输出和接地之间有内部电阻,如飞兆MillerDrive®拓扑。但是,这个电阻通常是100k,不足以减少许多应用中的栅极振铃。

在栅极振铃在区域II出现的设计中,漏极电压也可能振荡,导致热损耗增加,导通时间延长。但是,Rgs和Rg也会形成一个分压网络,从而降低导通状态中的最终栅极电压。因此Rgs通常需要>> Rg。

并联MOSFET栅极驱动中的Rgate和Rgs

在一个大电流栅极驱动器用于驱动多个MOSFET的设计中,使用独立栅极电阻(Rg)可改进并联MOSFET之间导通和关断时间匹配。这是因为Rg可以适用器件Vth中细微不同而带来的影响。此外,尽可能靠近每个器件的单独Rgs电阻可用于减少从由于PCB到不同的栅极走线长产生的杂散电感引起的栅极的温和振铃。

zxopenljx 发表于 2020-6-26 11:32:40 | 显示全部楼层
低侧栅极驱动器设计 - 第2部分,电路选择
zxopenljx 发表于 2023-10-9 17:13:53 | 显示全部楼层
低侧栅极驱动器设计 - 第2部分,电路选择
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