盡可能地減少雜散或寄生柵極環路電感是優化柵極驅動開關性能的關鍵,因為無論是與 MOSFET 柵極電容諧振的串聯柵極電感,還是共源電感(柵極和功率回路常見),都會提供與柵極驅動命令相反的負反饋補償,從而導致 MOSFET 開關時間延長。以下環路非常重要:
- 環路 3:高側 MOSFET,QH。在高側 MOSFET 導通期間,大電流從自舉電容器流向柵極驅動器和高側 MOSFET,然后再通過 SW 連接流回到啟動電容器的負端子。相反,若要關斷高側 MOSFET,大電流從自舉(啟動)電容器流向柵極驅動器和高側 MOSFET,然后再通過 SW 連接流回到啟動電容器的負端子。
- 環路 4:低側 MOSFET,QL。在低側 MOSFET 導通期間,大電流從 VCC 去耦電容器流向柵極驅動器和低側 MOSFET,然后再通過接地端流回電容器的負端子。相反,若要關斷低側 MOSFET,大電流從低側 MOSFET 的柵極流向柵極驅動器和 GND,然后再通過接地端流回低側 MOSFET 的源極。
在使用高速 MOSFET 柵極驅動電路進行設計時,TI 建議遵循以下電路布局指南。
- 從柵極驅動器輸出(HO 和 LO)到高側或低側 MOSFET 相應柵極的連接必須盡可能短,從而減少串聯寄生電感。請注意,峰值柵極驅動電流可高達幾安培。使用 0.65mm (25mil) 或更寬的跡線。在必要時,沿著這些跡線使用直徑至少 0.5mm (20mil) 的通孔。將 HO 和 SW 跡線作為差分對從器件布放到高側 MOSFET,從而充分利用磁通抵消。另外,將 LO 跡線和 PGND 跡線/銅面積作為差分對從器件布放到低側 MOSFET,從而充分利用磁通抵消。
- 將自舉電容器 CCBOOT 靠近器件的 CBOOT 和 SW 引腳放置,從而盡可能地減少與高側驅動器相關聯的環路 3 面積。類似地,將 VCC 電容器 CVCC 靠近器件的 VCC 和 PGND 引腳放置,從而盡可能地減少與低側驅動器相關聯的環路 4 面積。