
BUCK电路低侧MOS关断时出现Vgs尖峰的原因及解决方法
改善BUCK电路中的VGS尖峰
在下管关断后,上管米勒平台开始/结束时,SW电压由0升到VDD,MOSFET的源极和漏极之间产生陡峭的的 d V d t \frac{dV}{dt} dtdV。由此在漏栅电容产生的电流会流到栅极,经栅极电阻到地,这样就会在栅极电阻上产生的电压降。这种情况,就会可能发生上下管同时导通,损坏器件。
V g s = R g t ∗ C g d ∗ d V d t ( 1 ) V_{gs}=R_{gt}*C_{gd}*\frac{dV}{dt }(1) Vgs=Rgt∗Cgd∗dtdV(1) R g t = R g ( e x t ) + R g + R d r v ( 2 ) R_{gt}=R_{g(ext)}+R_{g}+R_{drv}(2) Rgt=Rg(ext)+Rg+Rdrv(2) R g ( e x t ) R_{g(ext)} Rg(ext)为外部栅极电阻, R g R_{g} Rg为MOS管栅极内阻, R g ( d r v ) R_{g(drv)} Rg(drv)为驱动IC的电阻;
从公式(1)可以看到, V g s V_{gs} Vgs与 R g R_{g} Rgt和 C g d C_{gd} Cgd呈正向相关,所以减小 R g R_{g} Rg、 C g d C_{gd} Cgd或输入电压 V V V,都可以减小 V g s V_{gs} Vgs尖峰电压。
实际项目中输入电压一般都是固定值,不能改变,减小 d V d t \frac{dV}{dt } dtdV的方法也比较难操作,所以下管关断后出现 V g s V_{gs} Vgs尖峰时,可以更换 C r s s / C i s s C_{rss}/C_{iss} Crss/Ciss即 ( C g d / C g s ) (C_{gd}/C{gs}) (Cgd/Cgs)低的MOS管,或者通过减小 R g ( e x t ) R_{g(ext)} Rg(ext)的方法减小 V g s V_{gs} Vgs尖峰电压。
改善前的栅极波形
改善后的栅极波形
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