您好!欢迎光临烜芯微科技品牌官网!

深圳市烜芯微科技有限公司

ShenZhen XuanXinWei Technoligy Co.,Ltd
二极管、三极管、MOS管、桥堆

全国服务热线:18923864027

  • 热门关键词:
  • 桥堆
  • 场效应管
  • 三极管
  • 二极管
  • 电源PWM与控制芯片的驱动能力介绍
    • 发布时间:2022-10-24 17:03:27
    • 来源:
    • 阅读次数:
    电源PWM与控制芯片的驱动能力介绍
    MOSFET应用于不同的开关电源以及电力电子系统,除了部分的应用使用专门的驱动芯片、光耦驱动器或变压器驱动器,大量的应用通常使用PWM IC或其它控制芯片直接驱动。控制芯片的驱动能力直接影响功率MOSFET的开关特性,开关损耗以及工作的可靠性。
    1、控制芯片内部Totem图腾柱驱动器
    在PWM控制芯片及其它电源控制器的内部,集成了用于驱动功率MOSFET的Totem图腾柱驱动器,最简单的图腾柱驱动器如图1所示,由一个NPN三极管和一个PNP三极管对管组成,有时候也会用一个N沟道MOSFET的一个P沟道MOSFET对管组成,工作原理相同。
    PWM 控制芯片 驱动
    (a) 图腾柱驱动器
    PWM 控制芯片 驱动
    (b) 图腾柱的等效电路
    图1: 图腾柱驱动器及等效电路
    图1(a)的图腾柱驱动器,当输入信号为高电平时上管导通,其输出为高电平,上管通过电源提供输出电流,通常称为Source电流(源电流),由于上管导通时有导通压降,在一定的电流下对应着一定的电阻,因此这个电阻通常称为上拉电阻Rup。
    当图腾柱驱动器的输入信号为低电平时下管导通,将MOSFET的G极(栅极)拉到低电位,此时下管灌入电流,通常称为Sink电流(灌电流),下管导通时有导通压降,在一定的电流下对应着一定的电阻,因此这个电阻通常称为下拉电阻Rdown。
    等效的简化电路如图1(b)所示,包括一个上拉电阻Rup和一个下拉电阻Rdown。在实际的应用中,不同的控制芯片内部图腾柱驱动器可能采用不同的形式,如图2所示。UC3842采用二个NPN三极管组成,L6561采用一个NPN三极管和一个N沟道的MOSFET组成。
    PWM 控制芯片 驱动
    (a) UC3842图腾柱驱动器
    PWM 控制芯片 驱动
    (b) L6561图腾柱驱动器
    图2:控制芯片图腾柱驱动器结构
    理解控制的驱动能力
    虽然许多驱动器给出了一定的容性负载条件下的上升、下降延时时间,在实际的应用中,MOSFET具有内部的栅极电阻或外部串联栅极电阻,同时MSOFET在开关过程中不完全是一个理想的电容,会经过米勒平台区域,因此,实际的延时时间将会产生非常大的差异,数据表中的延时值只具有相当有限的参考意义。
    功率MOSFET在开关过程中,在米勒平台线性区,由于VGS保持不变,相当于使用恒流源进行驱动,其它的时间段,使用恒压源进行驱动。VGS电压变化时,和时间成指数关系改变。
    在VGS电压和时间成指数关系变化的时间段,控制芯片驱动器的电流并不是恒流源,那么对应的上拉、下拉电阻也随着电流的变化而变化,上拉、下拉电阻不固定,就不容易计算相应的时间以及相应的开关损耗。
    很多文献使用数据表中推荐的上拉、下拉电阻的典型值来计算开关损耗,从上面的分析过程可以知道:不同的芯片、不同的公司,所用的测试条件并不相同,使用数据表中推荐的上拉、下拉电阻的典型值,并不满足实际应用的条件。
    建议根据实际应用过程中米勒平台的驱动电流值,选择或计算出相应的上拉、下拉电阻值作为计算开关损耗的基准,使用典型值。因为在开关过程中米勒平台的时间占主导,使用这个基准所产生的误差并不大。
    然后再用比例系数校核在最大的上拉、下拉电阻值时最大的开关损耗,这样就可以知道开关损耗波动的范围,从而保证系统的效率和MOSFET的温升在设计要求的规范内。
    许多公司新一代的芯片有时候并没有标出上述驱动器的参数,这是因为相比于上一代,为了降低成本,必须降低器件的硅片的面积。在PWM及电源控制器中,相关的数字逻辑、基准运放所占的硅片的面积为必须功能,流过它们的电流也比较小,因此减小硅片面积的空间不大。
    内部的图腾驱动器由于流过较大电流,要占用较大的硅片面积,这一部分对芯片的功能影响不明显,因此降低成本最直接的方法就是减小内部图腾驱动器的硅片面积,也就是降低驱动能力,这样导致上拉、下拉的电阻增加,相应的压降也会增加。
    因此对于没有标出内部驱动器的驱动参数的芯片,使用时要根据外面驱动的功率MOSFET的特性校核开关过程,要特别小心,必要的时候,使用对管组成外部的图腾驱动器,以增强驱动的能力。
    〈烜芯微/XXW〉专业制造二极管,三极管,MOS管,桥堆等,20年,工厂直销省20%,上万家电路电器生产企业选用,专业的工程师帮您稳定好每一批产品,如果您有遇到什么需要帮助解决的,可以直接联系下方的联系号码或加QQ/微信,由我们的销售经理给您精准的报价以及产品介绍
     
    联系号码:18923864027(同微信)
    QQ:709211280

    相关阅读