開關電源中功率MOSFET的驅(qū)動技術薈萃

功率MOSFET以其導通電阻低和負載電流大的突出優(yōu)點，已經(jīng)成為開關電源（switch-mode power supplies，SMPS）整流組件的最佳選擇，專用MOSFET驅(qū)動器的出現(xiàn)又為優(yōu)化SMPS控制器帶來了契機。那些與SMPS控制器集成在一起的驅(qū)動器只適用于電路簡單、輸出電流小的產(chǎn)品；而那些用分立的有源或無源器件搭成的驅(qū)動電路既不能滿足對高性能的要求，也無法獲得專用單片式驅(qū)動器件的成本優(yōu)勢。專用驅(qū)動器的脈沖上升延時、下降延時和傳播延遲都很短暫，電路種類也非常齊全，可以滿足各類產(chǎn)品的設計需要。

大電流MOSFET柵極驅(qū)動器

為中間總線架構（IBA）系統(tǒng)的優(yōu)化的POL DC-DC轉換器、Intel及AMD微處理器的內(nèi)核穩(wěn)壓器、大電流扁平型 DC-DC 轉換器、高頻和高效率 VRM 和 VRD，以及同步整流隔離電源等應用都對較大電流的 MOSFET 柵極驅(qū)動器提出了迫切需求，這類 MOSFET 柵極驅(qū)動器要能夠低開關損耗，提高工作效率，同時還要具備故障保護、引腳兼容等諸多特性，以實現(xiàn)系統(tǒng)更多的功能和更高的速度。

Intersil 公司剛剛推出的高頻 6A 吸入電流同步（sink synchronous）MOSFET 柵極驅(qū)動器 ISL6615 和 ISL6615A就可以滿足上述要求。這些新器件有助于為系統(tǒng)安全提供更高的效率、靈活性和更多的保護功能。

以 ISL6615 為例，它采用一種同步整流降壓式轉換器拓撲結構，是一款專門用來驅(qū)動高低功率 N溝道 MOSFET 的高速 MOSFET 驅(qū)動器。該驅(qū)動器，集成了 Intersil 的數(shù)字或模擬多相 PWM 控制器，形成了一款完整的高頻和高效率的穩(wěn)壓器。它可以在 4.5 V 至 13.2 V 下驅(qū)動高低柵極。其驅(qū)動電壓可以實現(xiàn)應用所需的包括柵極電荷和導通損耗之間平衡在內(nèi)的靈活性的優(yōu)化。

新型驅(qū)動器增加了柵極驅(qū)動電流（UGATE 的流出和吸入柵極驅(qū)動電流為 4A ，LGATE 的吸入和流出電流則分別為 6A 和 4A ），可以縮短柵極電壓上升、下降時間。這將最大限度地降低開關損耗并改善效率，尤其是在每相并聯(lián)功率 MOSFET 的大電流應用當中。

ISL6615 和 ISL6615A 還支持 9.6V 和 12V 輸入軌。此外，設計人員可以選擇支持3.3 PWM 信號（ISL6615）或 5V PWM 信號（ISL6615A）的器件型號。每個器件都有 12 V 至 5 V 的寬輸入電壓工作范圍，所有器件都與 Intersil 的上一代 ISL6594D 引腳對引腳兼容。

為了提供給系統(tǒng)更高的安全保護，兩款產(chǎn)品利用防止過充電的自舉電容器、三態(tài)PWM輸出安全輸出級關斷、預 POR 過壓保護和 VCC 欠壓保護等多種保護來實現(xiàn)這個目標。這種對系統(tǒng)安全的關注，加上改善的靈活性和更高的柵極驅(qū)動效率，有助于設計人員保持電路板設計的一致性，同時實現(xiàn)諸多改善，并避免使用昂貴的低的 RDS（ON） MOSFET。

此外，ISL6615 還具有先進的自適應零擊穿死區(qū)時間控制、上電復位（POR）功能，以及多功能柵極驅(qū)動電壓等特性。這些都有助于實現(xiàn)行業(yè)最佳的開關效率，而且無需重新設計電路板。

ESBT功率開關降低能耗、尺寸和成本

意法半導體推出STC03DE220HV ESBT（發(fā)射極開關雙極晶體管）功率開關，使設計工程師能夠提高單相和三相應用輔助開關電源的能效，降低產(chǎn)品的成本、組件數(shù)量和尺寸。

STC03DE220HV是額定擊穿電壓2200V的ST ESBT新系列的首款產(chǎn)品。在電源電壓90V AC到690V AC的通用輸入轉換器中，新產(chǎn)品讓設計工程師采用單功率開關的反激式拓撲。使用一個通用的硬件平臺，再配合適合的控制器如L6565，ST完整的ESBT產(chǎn)品讓設計工程師能夠開發(fā)最大功率達到250W的準諧振轉換器。

高效開關頻率高達150kHz，最大額定電流3A，STC03DE220HV可用于各種輔助開關電源，包括商用電表、感應電機逆變器、電焊設備和不間斷電源（UPS）。強化的TO247-4L封裝是新產(chǎn)品的另一個亮點，8.9mm的爬電距離超出了IEC664-1在最大2200V工作電壓下的絕緣要求。

集通態(tài)損耗低、來自傳統(tǒng)MOSFET的開關頻率高、柵驅(qū)動設計簡易等三大優(yōu)點于一身，STC03DE220HV利用ESBT技術優(yōu)化了標準雙極晶體管和高壓MOSFET。從集電極到源極，STC03DE220HV達到了0.33 歐姆的等效導通電阻，同時還實現(xiàn)了150kHz 的最大開關頻率，如此高的工作頻率允許設計使用尺寸更小的濾波器。此外，整個裸片尺寸小于同級別電壓的高壓MOSFET，產(chǎn)品本身就實現(xiàn)了節(jié)省成本的目的。ESBT的正方形安全工作區(qū)（SOA）還有助于簡化電源設計，確保電源在各種環(huán)境中都有可靠的性能表現(xiàn)。