利用零電壓來(lái)消除米勒效應(yīng)
如何采用零電壓消除米勒效應(yīng)。在設(shè)計(jì)電源時(shí),工程師常常會(huì)關(guān)注與MOSFET導(dǎo)通損耗有關(guān)的效率下降問(wèn)題。在出現(xiàn)較大RMS電流的情況下,比如轉(zhuǎn)換器在非連續(xù)導(dǎo)電模式(DCM)下工作時(shí),若選擇Rds(on)較小的MOSFET,芯片尺寸就會(huì)較大,從而輸入電容也較大。也就是說(shuō),導(dǎo)通損耗的減小將會(huì)造成較大的輸入電容和控制器較大的功耗。當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率提高時(shí),問(wèn)題將變得更為棘手。
圖1是MOSFET導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)的典型柵電流圖。在導(dǎo)通期間,流經(jīng)控制器Vcc引腳的峰值電流對(duì)Vcc充電;在關(guān)斷期間,存儲(chǔ)的電流流向芯片的接地端。如果在相應(yīng)的面積上積分,即進(jìn)行篿gate(t)dt,則可得到驅(qū)動(dòng)晶體管的柵電荷Qg 。將其乘以開(kāi)關(guān)頻率Fsw,就可得到由控制器Vcc提供的平均電流。因此,控制器上的總開(kāi)關(guān)功率(擊穿損耗不計(jì))為:
Pdrv = Fsw×Qg×Vcc (1)
如果使用開(kāi)關(guān)速度為100kHz 的12V控制器驅(qū)動(dòng)?xùn)烹姾蔀?00nC的MOSFET,驅(qū)動(dòng)器的功耗即為100nC×100kHz×12V=10mA×12V=120mW (2)
圖2 MOSFET中的寄生電容
MOSFET的物理結(jié)構(gòu)中有多種寄生單元,而其中起關(guān)鍵作用的是電容,具體見(jiàn)圖2。產(chǎn)品數(shù)據(jù)表中的三個(gè)參數(shù)采取如下定義:當(dāng)源-漏極短路時(shí),令Ciss=Cgs+Cgd;當(dāng)柵-源極短路時(shí),