使用MOSFET和额外的肖特基二极管减少干扰详解-KIA MOS管
在负载点（POL）降压转换器领域，同步变化的高边和低边有源开关已被广泛使用。图1显示了具有理想开关的此类电路。
与使用无源肖特基二极管作为低边开关的架构相比，此类开关稳压器具有多项优势。主要优势是电压转换效率更高，因为与采用无源二极管的情况相比，低端开关承载电流时的压降更低。
但是，与异步开关稳压器相比，同步降压转换器会产生更大的干扰。如果图1中的两个理想开关同时导通，即使时间很短，也会发生从输入电压到地的短路。这会损坏开关。必须确保两个开关永远不会同时导通。
因此，出于安全考虑，需要在一定时间内保持两个开关都断开。这个时间称为开关稳压器的死区时间。但是，从开关节点到输出电压连接了一个载流电感（L1）。通过电感的电流永远不会发生瞬间变化。电流会连续增加和减少，但它永远不会跳变。
因此，在死区时间内会产生问题。所有电流路径在开关节点侧中断。采用图1所示的理想开关，在死区时间内会在开关节点处产生负无穷大的电压。在实际开关中，电压负值将变得越来越大，直到两个开关中的一个被击穿并允许电流通过。
图1．用于降压转换、采用理想开关的同步开关稳压器。
大多数开关稳压器使用N沟道MOSFET作为有源开关。这些开关针对上述情况具有非常有优势的特性。除了具有本身的开关功能外，MOSFET还具有所谓的体二极管。半导体的源极和漏极之间存在一个P－N结。
在图2中，插入了具有相应P－N结的MOSFET。由此，即使在死区时间内，开关节点的电压也不会下降到负无穷大，而是通过低端MOSFET中的P－N结（如红色所示）承载电流，直到死区时间结束并且低端MOSFET导通为止。
图2．用于降压转换的同步开关稳压器，采用N沟道MOSFET和额外的肖特基二极管，可最大限度地减少干扰。
相应MOSFET中的体二极管有一个主要缺点。由于反向恢复现象，其开关速度非常低。在反向恢复时间内，电感（L1）导致开关节点处的电压下降到比地电压低几伏。
开关节点处的这些陡峭的负电压峰值会导致干扰，此干扰会被容性耦合到其他电路段。通过插入额外的肖特基二极管可以最大限度地减少这种干扰，如图2所示。
与低端MOSFET中的体二极管不同，它不会产生反向恢复时间，并且在死区时间开始时能非常快速地吸收电流。这可减缓开关节点处的电压陡降。可减少由于耦合效应而产生并分布到电路上的干扰。
肖特基二极管可以设计得非常紧凑，因为它仅在死区时间内短时间承载电流。因此，其温升不会过高，可以放置在小尺寸、低成本的产品外壳中。
联系方式：邹先生
联系电话：0755-83888366-8022
手机：18123972950
QQ：2880195519
联系地址：深圳市福田区车公庙天安数码城天吉大厦CD座5C1
请搜微信公众号:“KIA半导体”或扫一扫下图“关注”官方微信公众号
请“关注”官方微信公众号:提供 MOS管 技术帮助
免责声明：本网站部分文章或图片来源其它出处，如有侵权，请联系删除。
