LM25139-Q1 高側(cè)和低側(cè)柵極驅(qū)動器具有短傳播延遲、自適應(yīng)死區(qū)時(shí)間控制和低阻抗輸出級,能夠提供很大的峰值電流以及很短的上升和下降時(shí)間,從而有助于功率 MOSFET 以極快的速度進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷轉(zhuǎn)換。如果布線長度和阻抗未控制得當(dāng),那么極高的 di/dt 可能會導(dǎo)致無法接受的振鈴。
盡可能地減少雜散或寄生柵極環(huán)路電感是優(yōu)化柵極驅(qū)動開關(guān)性能的關(guān)鍵,因?yàn)闊o論是與 MOSFET 柵極電容諧振的串聯(lián)柵極電感,還是共源電感(柵極和功率環(huán)路共用)提供與柵極驅(qū)動命令相反的負(fù)反饋補(bǔ)償,都會增加 MOSFET 開關(guān)時(shí)間。以下環(huán)路非常重要:
- 環(huán)路 2:高側(cè) MOSFET,Q1。在高側(cè) MOSFET 導(dǎo)通期間,大電流從自舉(啟動)電容器流向柵極驅(qū)動器和高側(cè) MOSFET,然后再通過 SW 連接流回到啟動電容器的負(fù)端子。相反,若要關(guān)斷高側(cè) MOSFET,大電流從自舉(啟動)電容器流向柵極驅(qū)動器和高側(cè) MOSFET,然后再通過 SW 連接流回到啟動電容器的負(fù)端子。另請參閱圖 7-26 中的“環(huán)路 2”。
- 環(huán)路 3:低側(cè) MOSFET,Q2。在低側(cè) MOSFET 導(dǎo)通期間,大電流從 VCC 去耦電容器流向柵極驅(qū)動器和低側(cè) MOSFET,然后再通過接地端流回電容器的負(fù)端子。相反,若要關(guān)斷低側(cè) MOSFET,大電流從低側(cè) MOSFET 的柵極流向柵極驅(qū)動器和 GND,然后再通過接地端流回低側(cè) MOSFET 的源極。另請參閱圖 7-26 中的“環(huán)路 3”。
在使用高速 MOSFET 柵極驅(qū)動電路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),TI 強(qiáng)烈建議遵循以下電路布局指南。
- 從柵極驅(qū)動器輸出(HO 和 LO)到高側(cè)或低側(cè) MOSFET 相應(yīng)柵極的連接必須盡可能短,從而減少串聯(lián)寄生電感。請注意,峰值柵極驅(qū)動電流可能高達(dá) 3A。使用 0.65mm (25mil) 或更寬的跡線。在必要時(shí),沿著這些跡線使用一個(gè)或多個(gè)直徑至少 0.5mm (20mil) 的通孔。將 HO 和 SW 柵極跡線作為差分對從 LM25139-Q1 布放到相應(yīng)的高側(cè) MOSFET,從而充分利用磁通抵消。
- 最大限度地縮短從 VCC 和 CBOOT 引腳到相應(yīng)電容器的電流環(huán)路路徑,因?yàn)檫@些電容器會提供高達(dá) 3A 的高瞬態(tài)電流來為 MOSFET 柵極電容充電。具體來說,將自舉電容器 CBOOT 靠近 LM25139-Q1 的相應(yīng) CBOOT、SW 引腳對放置,從而最大限度地減少與高側(cè)驅(qū)動器相關(guān)聯(lián)的環(huán)路 2 面積。具體來說,將 VCC 電容器 CVCC 靠近 LM25139-Q1 的 VCC 和 PGND 引腳放置,從而盡可能地減少與低側(cè)驅(qū)動器相關(guān)聯(lián)的“環(huán)路 3”面積。