什么是同步降壓轉(zhuǎn)換器的擊穿現(xiàn)象 要怎么解決呢?
什么是同步降壓轉(zhuǎn)換器的擊穿現(xiàn)象,要怎么解決呢?下面就由ACDC電源模塊廠家能達(dá)電源給你們說說
同步降壓轉(zhuǎn)換器廣泛用于電源系統(tǒng)，如負(fù)載點電源（POL）或使用點電源系統(tǒng)（PUPS）（圖3）。該同步降壓轉(zhuǎn)換器使用高端和低端MOSFET來代替?zhèn)鹘y(tǒng)降壓轉(zhuǎn)換器的鉗位二極管，以降低負(fù)載電流損耗。
在設(shè)計降壓轉(zhuǎn)換器時，工程師經(jīng)常忽略“故障”的問題。無論何時高端和低端MOSFET同時啟動全部或部分時間，都會發(fā)生擊穿，從而允許輸入電壓直接將電流傳輸?shù)降亍?/p>
故障導(dǎo)致電流在切換時尖峰，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器不能以最高效率工作。我們不能用電流探頭來測量故障，因為探頭的電感會嚴(yán)重干擾電路的運行。我們可以檢查兩個場效應(yīng)晶體管（FET）的柵極/源極電壓，看是否有尖峰。這是檢測故障的另一種方法。 （使用差分法可以監(jiān)視上部MOSFET的柵極/源極電壓。）我們可以使用以下方法來減少擊穿的發(fā)生。
使用“固定死區(qū)時間”的控制器芯片是可行的方法之一。該控制器芯片確保在較低的MOSFET重新啟動之前上層MOSFET關(guān)閉之前存在延遲。這個方法比較簡單，但是在實現(xiàn)的時候要非常小心。如果死亡時間太短，可能無法防止這種現(xiàn)象的崩潰。如果死區(qū)時間過長，導(dǎo)通損耗將會增加，因為在整個死區(qū)時間內(nèi)的基礎(chǔ)場效應(yīng)晶體管內(nèi)置二極管已被激活。由于該二極管在死區(qū)時間內(nèi)導(dǎo)通，因此使用該方法的系統(tǒng)的效率取決于底層MOSFET內(nèi)置二極管的特性。另一種減少故障的方法是使用具有“自適應(yīng)死區(qū)時間”的控制器芯片。這種方法的優(yōu)點是可以持續(xù)監(jiān)視上部MOSFET的柵極/源極電壓，以確定何時啟動下面的MOSFET。當(dāng)高端MOSFET啟動時，通過電感檢測在低端MOSFET的柵極發(fā)生dv / dt尖峰，從而將柵極電壓推高（圖4）。如果柵極/源極電壓足夠高以導(dǎo)通，則會發(fā)生擊穿。
自適應(yīng)死區(qū)時間控制器負(fù)責(zé)監(jiān)控外部的MOSFET柵極電壓。因此，任何新的外部柵極電阻都會將控制器內(nèi)置的下拉電阻部分分開，使得柵極電壓實際上高于控制器監(jiān)控的電壓。通過使用數(shù)字反饋電路來檢測內(nèi)置二極管的電導(dǎo)，并調(diào)整死區(qū)延遲以最大限度地減少內(nèi)置二極管的導(dǎo)通，以確保最高的系統(tǒng)效率，預(yù)測門驅(qū)動是另一個可行的解決方案。如果使用這種方法，則需要將更多的引腳添加到控制器芯片中，從而芯片和功率模塊的成本將會增加。公司位于：
需要注意的是，即使采用預(yù)測性柵極驅(qū)動，由于dv / dt電感，也不能保證FET不會啟動。高邊MOSFET的啟動延遲也有助于減少擊穿條件。盡管這種方法可以減少或完全消除擊穿現(xiàn)象，但缺點是開關(guān)損耗較高，效率也降低。如果我們選擇一個更好的MOSFET，它也將有助于降低出現(xiàn)在底部MOSFET柵極的dv / dt電感器電壓幅度。 Cgs和Cgd之間的比率越高，電感電壓出現(xiàn)在MOSFET的柵極上越低。分解測試情況往往被忽略。例如，在負(fù)載瞬態(tài)過程中 - 尤其是在負(fù)載減輕或突然減少時 - 控制器不斷產(chǎn)生窄頻率脈沖。目前，大多數(shù)大電流系統(tǒng)是多相設(shè)計，使用驅(qū)動芯片驅(qū)動MOSFET。然而，使用驅(qū)動芯片可以使故障問題更加復(fù)雜，特別是當(dāng)負(fù)載處于瞬態(tài)時。例如，窄帶驅(qū)動脈沖干擾，加上驅(qū)動傳播延遲，將導(dǎo)致情況的崩潰。大多數(shù)驅(qū)動芯片制造商明確規(guī)定，控制器的脈沖寬度不得低于某一最低要求。低于這個最低要求，MOSFET的柵極沒有脈沖。此外，制造商還增加了驅(qū)動芯片的可編程死區(qū)時間（TRT）功能，以提高自適應(yīng)轉(zhuǎn)換時序的準(zhǔn)確性。解決方法是添加一個電阻，用于設(shè)置可設(shè)置的死區(qū)時間引腳與地之間的死區(qū)時間，以確定高電平和低電平轉(zhuǎn)換期間的死區(qū)時間。該死區(qū)時間設(shè)置加傳播延遲在轉(zhuǎn)換期間禁用互補(bǔ)MOSFET，以防止同步降壓轉(zhuǎn)換器的擊穿。
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