6 LM74610-Q1 反向電壓范圍擴(kuò)展的工作原理

耗盡型 MOSFET 默認(rèn)在 MOSFET V_GS 為 0V 時(shí)導(dǎo)通，這與增強(qiáng)型 MOSFET 不同，后者要求 V_GS 大于 MOSFET 的閾值電壓才能導(dǎo)通。要關(guān)斷耗盡型 MOSFET，V_GS 需要小于 0V（典型范圍為 –1V 至 –4V）。為了分析耗盡型 MOSFET 在理想二極管檢測(cè)路徑中的作用，我們看一下以下條件下的器件運(yùn)行情況：

• 當(dāng) V_PV– 大于等于 V_PV+ 時(shí)：理想二極管控制器處于正向?qū)顟B(tài)，使功率 MOSFET Q₁ 和耗盡型 FET Q_D 保持導(dǎo)通狀態(tài)。在這些操作條件下，您可以計(jì)算輸出電壓 V_OUT = V_IN – (I_{D_Q1} R_{DS(on)_Q1})，近似為 V_PV+。
• 當(dāng) V_PV– 小于 V_PV+ 時(shí)：理想二極管控制器處于反向電流阻斷狀態(tài)，MOSFET Q1 關(guān)斷。MOSFET Q_D 作為源極跟隨器處于調(diào)節(jié)模式，維持 V_CATHODE 高于 V_ANODE，且 V_CATHODE = V_IN(V_ANODE)+ (V_GSMAX)。因此，V_CATHODE 至 V_ANODE 之間的電壓處于 Q_D 的絕對(duì)最大額定值 V_GSMAX 范圍內(nèi)（通常小于 5V），遠(yuǎn)小于 LM74610-Q1 的 45V 最大瞬態(tài)反向電壓。高反向電壓 (V_OUT – V_IN) 由 Q_D 和 Q₁ 的漏源電壓 (V_DS) 維持。

選擇正確的耗盡型 MOSFET 和功率 MOSFET 取決于以下幾點(diǎn)：

• 選擇 Q₁ 和 Q_D 時(shí)，其 V_DS 額定值大于最大峰值輸入電壓。
• 選擇 R_DS(on) 時(shí)，需確保可在電源路徑 MOSFET 上實(shí)現(xiàn)超低功耗。FET 的漏極電流 (I_D) 應(yīng)高于輸出負(fù)載所需的最大峰值電流。開(kāi)始時(shí)，可選擇一個(gè)在滿(mǎn)負(fù)載電流下能使功率 MOSFET 兩端的壓降為 50mV 至 100mV 的耗盡型 MOSFET。
• R_DS(on) 可以在數(shù)百歐范圍選擇（LM74610-Q1 的浮動(dòng)?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)架構(gòu)具有較大的陰極引腳對(duì)地阻抗，并且控制器的 I_CATHODE 在微安范圍內(nèi)）。

圖 5 展示了采用 40V LM74610-Q1 控制器的 60V 旁路開(kāi)關(guān)解決方案的測(cè)試結(jié)果。

使用合適規(guī)格的 MOSFET（Q1 和 Q_D），輸入電壓范圍可以擴(kuò)展至 FET 的 V_DS 額定值。這樣可以使用同一低壓控制器實(shí)現(xiàn)高壓設(shè)計(jì)。此外，擴(kuò)展輸入電壓范圍在企業(yè)、通信、電動(dòng)工具和高壓電池管理應(yīng)用中也非常有用。