同步整流降压转换器的栅极电荷损耗

本文将探讨功率开关MOSFET的栅极驱动相关的损耗,即下图的高边和低边开关的“PGATE”所示部分。

示例电路图

栅极电荷损耗

栅极电荷损耗是由该例中外置MOSFET的Qg(栅极电荷总量)引起的损耗。当MOSFET开关时,电源IC的栅极驱动器向MOSFET的寄生电容充电(向栅极注入电荷)而产生这种损耗(参见下图)。这不仅是开关电源,也是将MOSFET用作功率开关的应用中共同面临的探讨事项。

栅极电荷损耗电路图
栅极电荷损耗波形图

栅极电荷损耗电路图参数说明

损耗是MOSFET的Qg乘以驱动器电压和开关频率的值。Qg请参考所使用的MOSFET的技术规格书。驱动器电压或者实测,或者参考IC的技术规格书。

从该公式可以看出,只要Qg相同,则开关频率越高损耗越大。从提供MOSFET所需的VGS的角度看,驱动器电压不会因电路或IC而有太大差异。MOSFET的选型和开关频率因电路设计而异,因此,是非常重要的探讨事项。

为了确保与其他部分之间的一致性,这里给出了开关的波形,但没有表示栅极电荷损耗之处。

下一篇文章计划介绍电感的DCR带来的损耗。

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