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FAN3XXX系列高速低端MOSFET驱动器概述

发布时间:2016-12-24 15:43:11  来源:大电流电感厂家   查看:

图9 工作状态


图8仅画出驱动开关器Q1及驱动同步整流器Q3的部分电路。要输出电压稳定还需要将输出电压经光电耦合器隔离反馈到PWM控制器,改变输出脉冲宽度来调节输出电压,这部分电路未在图8中画扁平型电感出。

驱动器电流参数的选择


FAN3XXX系列低端MOSFET驱电感规格动器IC使用较方便、电路简单,在开关电源设计时主要是选择其电流参数。这里先介绍一下为什么MOSFET在工作时需要这样大的电流?


MOSFET是一种栅极电压控制漏极电流的器件,在低端MOSFET中以地为基准,其漏极电流ID由栅极电压VG大小来决定(或VGS大小来决定)。VGS越大,则ID越大,如图10C所示。这好像与电电感生产流没有关系。但在栅极电压建立的过程中,由于在栅极与源极之间存在极间电容CGS(如图10a所示),驱动器需要提供电流向CGS充电,充电电流为IGS(如图10b所示)。当要求MOSFET导通时间很快,则要求充电电流很大。同样,在MOSFET要求很快关断时,CGS上的电荷要很快通过驱动器放掉,也会形成很大的放电电流。CGS的容量越大、要求MOSFET的开关速度越高,则在导通及关断过程中的充、放电流越大,这种充放电电流可达几A。

图10a MOSFET中的栅源电容

图10b MOSFET中的充电电流

图10C MOSFET的VGS


在功率MOSFET选定后,在数据资料(data sheet)中可找到总的栅极电荷QG值,按QG=CGS×VDD,求出CGS值。为满足电源的高频开关要求,尽可能选择QG小的MOSFET,不仅可满足高频开关要求,并且使驱动器功耗也较小。CGS值与MOSFET的输出漏极电流ID大小及其耐压大小有关,一般为几十nC到一百多nC。


表3给出各种不同QG条件时,在不同驱动器电流时的开关时间。设计者可参照表3选择电流参数。


在开关电源设计时,最大的开关频率是确定的,则开关时间也确定。其次根据选定的开关器,确定其QG,则利用表3可确定需要多大电流的驱动器。


驱动器的电流参数也可用近似的计算方法来计算,其计算公式如下:


开关导通时(输出源电流),IDVR,SRC≥1.5(QG/tsw-on) (1)
开关关断时(输入沉电流),IDVR,SNK≥1.5(QG/tsw-off) (2)


式中,IDVR,SRCIDVR,SNK是驱动器输出源电流或输入沉电流的电流中间值;QG是MOSFET的总栅极电荷(可从MOSFET资料中查到),1.5是实验测定的系数。

驱动器的功耗PDRIVE


驱动器的总功耗为每个驱动器功耗之和,每通道的功耗为:


PDRIVE=VDD×QG×fsw (3)


式中贴片电感,VDD为驱动器的工作电压,QG为MOSFE一体成型电感器T的总栅极电荷,fSW为开关频率。


按大功率电感贴片电感器上式计算出的功耗应小于该驱动器最大允许的功耗。

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