8 有源開關(guān)方法

LMG1210 使用不同的方法來防止自舉過充。與 LMG1205 一樣，LMG1210 使用與自舉二極管路徑串聯(lián)的開關(guān)。但是，LMG1210 會(huì)在低側(cè)輸出 (LO) 為高電平時(shí)開啟，這與 LMG1205 不同，后者僅在 Cboot 上出現(xiàn)過壓時(shí)切換。

由于 GaN FET 第三象限的行為會(huì)在 HS 上產(chǎn)生較大的負(fù)電壓，因此自舉過充會(huì)在死區(qū)時(shí)間內(nèi)發(fā)生。在每個(gè)周期的死區(qū)時(shí)間內(nèi)阻止自舉二極管可防止任何可能的過充。當(dāng) LO 為高電平時(shí)，死區(qū)時(shí)間必須結(jié)束。因此，將自舉開關(guān)狀態(tài)始終連接到 LO 會(huì)使開關(guān)保持正確的狀態(tài)。圖 8-2 顯示了如何在 HS 下沖事件期間阻止導(dǎo)通并防止過充。

圖 8-3 比較了具有和不具有串聯(lián)開關(guān)的同一個(gè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)與開關(guān)一起工作時(shí)運(yùn)行正常，自舉電容器在 LO 為高電平時(shí)充電并達(dá)到大約 4.4V 的穩(wěn)態(tài)。該系統(tǒng)在開關(guān)電壓不超過 6V 的情況下會(huì)過充，并且僅在死區(qū)時(shí)間內(nèi)充電。

避免死區(qū)時(shí)間導(dǎo)通的一個(gè)好處是減少了自舉二極管的反向恢復(fù)。當(dāng)允許自舉二極管在 HS 上升之前導(dǎo)通時(shí)，二極管會(huì)積累很大的電流。當(dāng) HO 導(dǎo)通而 HS 上升時(shí)，自舉二極管具有反向恢復(fù)事件。參考圖 8-3，其中有近 1A 的反向恢復(fù)電流，而帶有開關(guān)的電路顯示了標(biāo)稱反向電流。防止反向恢復(fù)事件是這種有源開關(guān)技術(shù)的另一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。

這種有源開關(guān)方法的缺點(diǎn)是該方法不允許出現(xiàn)生產(chǎn)型過充。因此，高側(cè) GaN FET 柵極電壓始終為 VDD 減去二極管壓降。柵極電壓越低，意味著高側(cè) GaN FET 的電阻越高，導(dǎo)通損耗也越多。

有源開關(guān)方法不依賴于固定閾值電壓，也不像過壓方法那樣存在響應(yīng)時(shí)間問題。此外，有源開關(guān)缺少固定閾值，因此更適合支持 5V 和 6V 柵極 GaN FET。