SMPS上的二极管和电阻并联的目的是什么?


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当从液晶电视的几个开关模式电源中读取原理图时,我注意到将PWM脉冲传递到MOSFET栅极的引脚具有并联的二极管和电阻。

有些图没有它。但是他们有很多。我想这对IC控制器的驱动器有一定的保护作用。

虽然我不确定。在第一个图中,二极管和电阻并联,在第二个图中不并联。

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Answers:


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这个想法是要使MOSFET关断比其开通更快。当MOSFET“导通”时,栅极电荷通过(例如)R915 + R917 = 51.7欧姆提供。

当其关闭时,栅极电荷通过与4.7欧姆电阻器串联的二极管吸出。

您可以将栅极看似有点像一个大电容器(栅极-源极电容加上漏极-栅极电容中通常更大的分量,由于米勒效应,后者的影响更大-漏极的电位通常会发生变化)更大的数量,使漏极-栅极电容的影响倍增。

FMV111N60ES的情况下,栅极电荷可高达73nC。

这可用于防止两个MOSFET同时“导通”,从而导致直通(这会浪费功率并可能损坏MOSFET),或者只是更好地控制了波形。


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Spehro在第二张图中,从1533的驱动器到mosfet的栅极有10欧姆的电阻。为什么不直接将驱动器引出线直接放在mosfet的门上呢?
NIN

使MOSFET的开关速度更慢。如果MOSFET的开关速度太快,则可能会引起问题,例如将源极反弹到地面以下,足以损坏驱动器(由于源极电源电路中的电感),并且会产生比所需更多的EMI。当然,较慢的开关意味着更多的开关损耗,但是工程需要权衡。
Spehro Pefhany

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Spehro。您的帮助非常有用。我没话要谢谢你。由于这个问题如此具体,几乎不可能在互联网上找到它。
NIN

一个问题:当您说“使MOSFET开关更慢”时,您的意思是电阻使MOSFET的斜率(开和关之间的变化)变长,例如2 nS至20nS?
NIN

对,那是正确的。请参见此类参考:ti.com/lit/an/slla385/slla385.pdf和此ti.com/lit/an/slyt664/slyt664.pdf
Spehro Pefhany

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除了Spehro的出色回答外,还有其他一些注意事项。

快速开关器件会增加电路的射频辐射,但是还要考虑栅极驱动器的限制。当晶体管驱动感性负载时,对于给定的电路,更快的开关实际上不会提高性能。该电路已调整为以特定频率工作,因此更快的开关操作可能会导致驱动器成本增加,却没有任何好处。

当您用GAN-HEMT晶体管替换MOSFET时,情况会发生巨大变化,因为它们可以承受更高的负载并以更高的速度进行开关,KW范围电源的500kHz开关并非闻所未闻。这是地面反弹和射频辐射成为严重的设计难题的时候。


哇!这很让人佩服!您是否可以推荐任何应用笔记,以阅读更多有关重负载下的地面反弹和射频的信息?
普拉纳夫
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