高電流柵極驅(qū)動器如何幫助系統(tǒng)實現(xiàn)更高的效率

新年伊始，設(shè)計師們似乎在永遠不停地追求更高效率。在此系列的第一部分中，我討論了高電流柵極驅(qū)動器如何幫助系統(tǒng)實現(xiàn)更高的效率。高速柵極驅(qū)動器可以實現(xiàn)相同的效果。

高速柵極驅(qū)動器可以通過降低FET的體二極管的功耗來提高效率。體二極管是寄生二極管，對于大多數(shù)類型的FET是固有的。它由p-n結(jié)點形成并且位于漏極和源極之間。圖1所示為典型MOSFET電路符號中表示的體二極管。

圖1：MOSFET符號包括固有的體二極管

限制體二極管的導通時間將進而降低其兩端所消耗的功率。這是因為當MOSFET處于導通狀態(tài)時，體二極管上的電壓降通常高于MOSFET兩端的電壓。由于對于相同的電流水平，P = I×V（其中P是功耗，I是電流，V是電壓降），通過MOSFET通道的傳導損耗顯著低于通過體二極管的傳導損耗。

這些概念在電力電子電路的同步整流中發(fā)揮作用。同步整流通過用諸如功率MOSFET的有源控制器件代替二極管來提高這些電路的效率。減少體二極管導通使這種技術(shù)的優(yōu)點最大化。

讓我們考慮一個同步降壓轉(zhuǎn)換器。當高側(cè)FET關(guān)斷并且電感器中仍然存在電流時，低側(cè)FET的體二極管變?yōu)檎蚱谩Ｐ∷绤^(qū)時間對避免直通很有必要。在此之后，低側(cè)FET導通并開始通過其通道導通。相同的原理適用于通常在DC / DC電源和電動機驅(qū)動設(shè)計中發(fā)現(xiàn)的其它同步半橋配置。

負責高速接通的一個重要的柵極驅(qū)動器參數(shù)是導通傳播延遲。這是在柵極驅(qū)動器的輸入端施加信號到輸出開始變高的時間之間的時間。這種情況的一個示例如圖2所示。該想法是，當FET重新導通時，體二極管將關(guān)斷?？焖賹▊鞑パ舆t可以更快地導通FET，從而最小化體二極管的導通時間，進而使損耗最小化。

TI的產(chǎn)品組合包括具有行業(yè)領(lǐng)先的高速導通傳播延遲的柵極驅(qū)動器。參見表1。

表1：高速驅(qū)動器

系統(tǒng)效率是一個團隊努力的結(jié)果。本博客系列介紹了高速和高電流柵極驅(qū)動器是關(guān)鍵件。立即訪問www.ti.com/gatedrivers開始設(shè)計您的高效系統(tǒng)。

審核編輯：何安