5 FET 驅動器設計

IC FET 驅動器將通過合適的輸出級，將邏輯電平信號轉換為適當的柵極驅動電平。圖 5-1 中的設計使用 UCC27524 雙路同相 FET 驅動器。一個驅動器用于導通和關斷放電 FET，另一個則用于導通充電 FET。充電 FET 的關斷由 R_GS 或柵極電路實現。UCC27524 是功能強大的驅動器，能夠在開關穩壓器或其他應用中非常快速地開關柵極。作為這里的負載開關，它需要串聯電阻來減慢柵極開關速度，以避免在過流或短路保護等高電流事件關斷過程中產生較大電感響應。U2 是此測試中使用的線性穩壓器，在電池短路期間由 D12 阻止它放電，而輸入通過 R68 及其輸入電容器進行濾波。在應用中可使用另一個合適的源（如果可用）。圖 5-2 中顯示了一個包含四個放電和充電 FET 的電路。電路配置與邏輯電平 FET 電路非常相似，但二極管 D3 是傳統的二極管，因為從驅動器可得到更多電壓。本應用報告中采用高壓驅動方案的測試電路使用 CSD19536KCS FET。

圖 5-3 和圖 5-4 展示了驅動器的強大響應，以及在沒有圖 5-2 中的 D6 和 R28 的情況下放電 FET 的開關。串聯電阻對柵極和柵極電容的 R-C 響應會減緩柵極電壓。FET 的閾值電壓更接近 GND 而非驅動電平，因此請注意 DSGDRV 信號下降與電流轉換之間的延遲。添加 D6 和 R28 不會改變導通狀態（詳情如圖 5-5 中所示），但會加速關斷（如圖 5-6 中所示）。可調整 R28 值以加快關斷速度。充電 FET 的開關如圖 5-7 和圖 5-8 中所示。

圖 5-9 中顯示了一個包含 12 個放電和充電 FET 的電路設計。12 個 FET 使得柵極的總電容更大。對于 DSG，使用了較小的電阻。R29 等單獨的柵極電阻不再只占柵極總電阻的一小部分，所以用鐵氧體磁珠替代它們可能較為合適，但測試使用了 51Ω 電阻。在充電路徑中，添加了 PNP 晶體管來輔助關斷，以避免小電阻在 CHG 導通期間發生偏置。結果如圖 5-10 和后續圖中所示。請注意，在 PNP 關斷電路中，即使 FET 較多，圖 5-13 中充電 FET 的關斷時間也早于圖 5-8 中僅使用下拉電阻時的關斷時間。可使用 R24 基極電阻值調整關斷速度。

當開關多個 FET 時，務必在開關期間檢查電源。圖 5-14 展示了 24 個 FET 導通時 12V 穩壓器的輸出。電流下拉穩壓器輸入，而穩壓器輸入會隨著時間恢復。穩壓器具有足夠的余量，因此下降不顯著，調節電壓保持恒定。