下载本文档
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
如何优化PCB设计以最大限度提高超级结MOSFET的性能基于最近的趋势,提高效率成为关键目标,为了获得更好的EMI而采用慢开关器件的权衡并不值得。超级结可在平面MOSFET难以胜任的应用中提高效率。与传统平面MOSFET技术相比,超级结MOSFET可显著降低导通电阻和寄生电容。导通电阻的显著降低和寄生电容的降低虽然有助于提高效率,但也产生电压(dv/dt)和电流(di/dt)的快速开关转换,形成高频噪声和辐射EMI。为驱动快速开关超级结MOSFET,必须了解封装和PCB布局寄生效应对开关性能的影响,以及为使用超级结所做的PCB布局调整。主要使用击穿电压为500-600V的超级结MOSFET。在这些电压额定值中,工业标准TO-220、TO-247、TO-3P和TO-263是应用最广泛的封装。封装对性能的影响有限,这是因为内部栅极和源极绑定线长度是固定的。只有引脚的长度可以改变,以减少封装的源极电感。如图1(a)所示,10nH的典型引线电感看起来不大,但这些MOSFET的di/dt可轻松达到500A/ps!假定di/dt为500A/ps,10nH引线电感上的电压为VIND=5V;而10nH引线电感的关断di/dt为1,000A/ps,可产生VIND=10V的电压。大多数应用和设计都未考虑到此附加电感也会产生电压,但这一点不可忽视。以上简单计算显示,封装的总源极电感,即绑定线和引脚电感必须降低至可接受的数值。噪声的另一个来源是布局寄生效应。有两种可见的布局寄生效应:寄生电感和寄生电容。1cm走线的电感为6-10nH,通过在PCB顶部添加一层并在PCB底部添加GND层,可降低此电感值。另一类型是寄生电容。图1(b)显示了布局中容性寄生效应的原理。寄生电容由两条相近走线之间或走线与另外一侧的地平面之间引起。另一种电容为器件和地平面间的电容。PCB板两面上的两个并行走线能够增加电容,同时还能减少回路电感,从而减少电磁噪声辐射。下次设计需要超级结MOSFET时,请考虑这些布局提示。■■一■丁.-P^raeitie已甘》&已近目^小巨号尸Lg■■一■丁.-P^raeitie已甘》&已近目^小巨号尸Lg担骷H⑻TO-22啕装甲的叫电g图L封装和布局中的寄生元件蚓丁避用葬因为MOSFET是单极性器件,因此寄生电容是开关瞬态唯一的限制因素。电荷平衡原理降低了特定面积的导通电阻,而且,与标准MOSFET技术相比,相同RDS(ON)下的芯片尺寸更小。图1显示超级结MOSFET和标准平面型MOSFET的电容。标准MOSFET的Coss为中度线性变化关系,而超级结MOSFET的Coss曲线呈现高度非线性关系。因为单元密度较高,超级结MOSFET的Coss初始值较高,但超级结MOSFET
中,在约50V漏源电压附近,Coss会迅速下降,如图2所示。当使用超级结MOSFET应用到PFC或DC/DC转换器时,这些非线性效应可能造成电压和电流振荡。图3显示简化的PFC电路示意图,包括功率MOSFET内部寄生元件和外部振荡电路,外部振荡电路包含由布板带来的外部耦合电容Cgd_ext.)。WD-0OC=G+:r=■■―C10WD-0OC=G+:r=■■―C101Drain-SourceVoltage[V)图2.平面型MOSFET和超级结MOSFET输出电容的比较一般来说,有多个振荡电路会影响MOSFET的开关特性,包括内部和外部振荡电路。在图3的PFC电路中,L、Co和Dboost分别是电感、输出电容和升压二极管。Cgs、Cgd_int和Cds是功率MOSFET的寄生电容。Ld1、Ls1和Lg1是功率MOSFET的漏极、源极和栅极邦定线以及引脚电感。Rg_int和Rg_ext是功率MOSFET的内部栅极电阻和电路的外部栅极驱动电阻。Cgd_ext是电路的寄生栅极-漏极电容。LD、LS和LG是印刷电路板(PCB)的漏极、源极和栅极走线杂散电感。当MOSFET打开或关闭时,栅极寄生振荡通过栅极-漏极电容Cgd和栅极引线电感Lg1在谐振电路内发生。/WYY\OwiIIeiIi(wicircuilgiiuribycuuphcupaciliLntC/WYY\OwiIIeiIi(wicircuilgiiuribycuuphcupaciliLntCW|(liftR企兴、amtciKuit&bDlt.=Wr-图3.包含功率MOSFET内外部寄生元件的PFC电路简图在谐振条件(31=1/30下,栅极和源极电压中生成的震荡电压远大于驱动电压。因谐振变化而产生的电压振荡与品质因数成正比,Q(=3L/R=1/3CR)。当MOSFET关闭时,漏极寄生电感(LD+Ld1)、栅极-漏极电容Cgd和栅极引线电感Lg1网络造成栅极振荡电压。如果栅极电阻(RG-ext.+Rg_int.)极小,则Q变大。另外,LS两端的压降和Ls1源极杂散电感在栅极-源极
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 清明节课件教学课件
- 新人音版小学音乐三年级上册全册教案
- 白杨课件教学
- 标志设计 课件 2024-2025学年人教版(2024)初中美术七年级上册
- (统考版)2023版高考化学一轮复习第十一章物质结构与性质第3讲晶体结构与性质学生用书
- 上海瑜伽馆装修合同样本
- 太阳能板生产废渣运输协议
- 主题餐厅翻新合同
- 煤炭运输搬运合同
- 水族馆装修精协议
- 家具厂首件检验记录表
- 生产与运作管理
- 火电机组项目建议书范文
- 概率统计简明教程课后习题答案非常详细版
- 初级药士全基础知识全讲义
- 淮安美协第三届理事会工作报告 - 江苏省淮安市美术家协会欢迎您 ...
- 浅谈如何培养特优生
- 断绝母子关系协议书(共1页)
- XXX汽车零部件开发推进计划表
- 新苏教版数学小学六年级上册单元试题全册
- 理工学院大一新生动员大会PPT课件
评论
0/150
提交评论