什么是同步降壓轉換器的擊穿現象 要怎么解決呢?

什么是同步降壓轉換器的擊穿現象,要怎么解決呢?下面就由ACDC電源模塊廠家能達電源給你們說說

同步降壓轉換器廣泛用于電源系統，如負載點電源（POL）或使用點電源系統（PUPS）（圖3）。該同步降壓轉換器使用高端和低端MOSFET來代替傳統降壓轉換器的鉗位二極管，以降低負載電流損耗。

在設計降壓轉換器時，工程師經常忽略“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，都會發生擊穿，從而允許輸入電壓直接將電流傳輸到地。

故障導致電流在切換時尖峰，導致轉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重干擾電路的運行。我們可以檢查兩個場效應晶體管（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生。

使用“固定死區時間”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關閉之前存在延遲。這個方法比較簡單，但是在實現的時候要非常小心。如果死亡時間太短，可能無法防止這種現象的崩潰。如果死區時間過長，導通損耗將會增加，因為在整個死區時間內的基礎場效應晶體管內置二極管已被激活。由于該二極管在死區時間內導通，因此使用該方法的系統的效率取決于底層MOSFET內置二極管的特性。另一種減少故障的方法是使用具有“自適應死區時間”的控制器芯片。這種方法的優點是可以持續監視上部MOSFET的柵極/源極電壓，以確定何時啟動下面的MOSFET。當高端MOSFET啟動時，通過電感檢測在低端MOSFET的柵極發生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通，則會發生擊穿。

自適應死區時間控制器負責監控外部的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控的電壓。通過使用數字反饋電路來檢測內置二極管的電導，并調整死區延遲以最大限度地減少內置二極管的導通，以確保最高的系統效率，預測門驅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，即使采用預測性柵極驅動，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象，但缺點是開關損耗較高，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，電感電壓出現在MOSFET的柵極上越低。分解測試情況往往被忽略。例如，在負載瞬態過程中 - 尤其是在負載減輕或突然減少時 - 控制器不斷產生窄頻率脈沖。目前，大多數大電流系統是多相設計，使用驅動芯片驅動MOSFET。然而，使用驅動芯片可以使故障問題更加復雜，特別是當負載處于瞬態時。例如，窄帶驅動脈沖干擾，加上驅動傳播延遲，將導致情況的崩潰。大多數驅動芯片制造商明確規定，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，制造商還增加了驅動芯片的可編程死區時間（TRT）功能，以提高自適應轉換時序的準確性。解決方法是添加一個電阻，用于設置可設置的死區時間引腳與地之間的死區時間，以確定高電平和低電平轉換期間的死區時間。該死區時間設置加傳播延遲在轉換期間禁用互補MOSFET，以防止同步降壓轉換器的擊穿。

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