SMPS 上并联二极管和电阻的目的是什么?

电器工程 开关模式电源
2022-01-29 04:12:17

在阅读 LCD 电视的几个开关模式电源的原理图时,我注意到将 PWM 脉冲传送到 MOSFET 栅极的引脚具有并联的二极管和电阻器。

有些图表没有它。但是他们有很多。我想这是对 IC 控制器驱动程序的一些保护。

虽然我不确定。在第一张图中,二极管和电阻并联,第二张图中没有。

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2个回答

这个想法是让 MOSFET 关断的速度快于它的开启速度。当 MOSFET 被驱动“导通”时,栅极电荷通过(例如)R915 + R917 = 51.7 欧姆提供。

当它关闭时,栅极电荷通过与 4.7 欧姆电阻串联的二极管吸出。

您可以认为栅极看起来有点像一个大电容器(栅极 - 源极电容加上漏极 - 栅极电容通常更大的分量,后者由于米勒效应而具有更大的影响 - 漏极通常会改变电位大得多的数量,乘以漏栅电容的影响。

对于FMV111N60ES,栅极电荷可高达 73nC。

这可用于帮助防止两个 MOSFET 同时“导通”,从而导致击穿(这会浪费功率并可能损坏 MOSFET),或者只是为了更好地控制波形。

除了 Spehro 的出色回答之外,还有其他一些注意事项。

电路的射频辐射随着快速开关器件的增加而增加,但也需要考虑栅极驱动器的限制。由于晶体管驱动电感负载,因此更快的开关实际上不会提高给定电路的性能。该电路被调整为在特定频率下工作,因此更快的开关会导致更高的驱动器成本而没有任何好处。

当您用 GAN-HEMT 晶体管替换 MOSFET 时,情况会发生巨大变化,因为它们可以处理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。这时地反弹和射频发射可能会成为严重的设计难题。