如何理解电源pwm及控制芯片的驱动能力，pwm控制mos驱动电源
chanong
|MOSFET应用于各种开关电源和电力电子系统中，除了一些应用使用专门的驱动芯片、光耦驱动器或变压器驱动器外，许多应用通常使用PWM IC或使用其他控制芯片直接驱动。在解释功率MOSFET的开关损耗之前，我们先解释一下控制芯片的驱动能力。这是因为控制芯片的驱动能力直接影响功率MOSFET的开关特性、开关损耗和工作可靠性。
1、控制芯片中的图腾柱驱动器PWM控制芯片和其他功率控制器内部都嵌入了图腾柱驱动器来驱动功率MOSFET，最简单的图腾柱驱动器如图1所示，它由一个NPN晶体管组成。它由一对PNP晶体管组成，但也可以由一对N沟道MOSFET和P沟道MOSFET组成，工作原理相同。
(a) 图腾柱驱动
(b) 图腾柱等效电路图1：图腾柱驱动器等效电路在图1(a)所示的图腾柱驱动器中，当输入信号为高电平时，上管导通，其输出变为高电平，上管通过电源并提供输出电流，通常称为源电流。当上管导通时，会产生导通压降，因此对应一定电流下的恒定电阻。因此，该电阻通常称为上拉电阻Rup。当图腾柱驱动器的输入信号为低电平时，下管导通，MOSFET的G极（栅极）被下拉至低电位。此时，下管中通常流过称为灌电流的电流。这个电阻通常称为下拉电阻Rdown，因为它导通时有导通压降，对应一定电流下的一定电阻。图1(b) 显示了包含上拉电阻Rup 和下拉电阻Rdown 的等效简化电路。在实际应用中，不同控制芯片的内部图腾柱驱动器可能采取不同的形式，如图2所示。 UC3842由2个NPN晶体管组成，L6561由1个NPN晶体管和1个N沟道MOSFET组成。
(a) UC3842 图腾柱驱动器
(b) L6561 图腾柱驱动器图2：控制芯片图腾柱驱动器结构
2、控制芯片图腾柱驱动能力通常，控制芯片的驱动能力用拉电流或灌电流来表示，但问题是代表驱动能力的拉电流或灌电流是否是连续电流。电流或脉冲电流。 Intersil 的驱动器EL7104 EL7104 的数据表标称驱动能力为：Source 4A/Sink 4A。还显示了100mA 测试条件下的驱动器上拉和下拉电阻值（典型值和最大值）。由于最小连续驱动电流值为200mA，因此我们可以得出4A驱动电流能力应该是脉冲电流值。下面的峰值电流与电源电压的关系图也说明了这一点。
EL7104 容性负载驱动特性：延迟参数数据表
IR 驱动器IR2110 IR2110 Datasheet 驱动能力：源电流和灌电流均为2A，测试条件如下：Vo=15V，脉冲宽度10us，驱动电流随温度和驱动电压的变化曲线如下所示。有关内部电压降与驱动电流的关系的数据。
TI 的PWM 控制器UC3842UC3842 分别在20mA 和200mA 的测试条件下提供驱动器上拉和下拉电阻器上的典型压降、最小压降或最大压降。下图给出了数据最全的脉冲电流和连续电流条件下输出电流与压降的关系。
Linear Technology PWM 控制器LTC3850/LT1619 LTC3850 电流模式双通道PWM 控制器列出了驱动器上拉和下拉电阻值（典型值），但没有列出测试条件。 LT1619 电流模式PWM 控制器在20mA 和200mA 测试条件下提供驱动器上拉和下拉电阻器上的典型电压降、最小或最大电压降。当测试电流为20mA时，VRup=0.35V，Rup=17.5，VRdown=0.1V，Rdown=5。若测试电流为200mA，VRup=1.2V，Rup=6Ohm，VRdown=0.5V，Rdown=2.5Ohm。计算结果表明，测试电流越大，电压降也越大，但电压降与电流之间不存在线性关系。这也很容易理解。对应于驱动器的上下晶体管，真空管的导通压降，其电流，与导通压降不是线性相关的。
ON Semiconductor PFC 控制器NCP1602/NCP1608 NCP1602 驱动器，数据表驱动特性如下： Source 500mA/Sink 800mA，测试条件为200mA。 NCP1608 驱动器数据表驱动特性为500mA 拉电流/800mA 灌电流，测试条件为100mA。两款芯片的测试条件不同，NCP1608和NCP1602哪一款驱动能力更高呢？
3.了解控制驱动能力许多驱动器在容性负载条件下提供恒定的上升和下降延迟时间，但在实际应用中，MOSFET要么有内部栅极电阻，要么有外部串联栅极电阻，是的，但MSOFET并不完全理想。由于电容器在开关过程中经过米勒平台区域，因此实际延迟时间可能会有很大差异，并且数据表延迟值仅是非常有限的指导。功率MOSFET开关过程中，VGS在镜像平台线性区不发生变化，因此相当于用恒流源驱动，其他时段相当于用恒压源驱动。随着VGS 电压的变化，它会随着时间呈指数变化。在VGS电压随时间呈指数变化期间，控制芯片驱动器的电流不是恒流源，因此相应的上拉和下拉电阻也会随着电流的变化而变化。由于下拉电阻不固定，因此不容易计算出相应的时间和相应的开关损耗。许多出版物使用数据表中推荐的上拉和下拉电阻的标准值来计算开关损耗。从上面的分析过程可以看出，不同的芯片、不同的公司采用不同的测试条件。数据表中列出的上拉和下拉电阻的典型值不满足实际应用的要求。作为计算开关损耗的基准，建议在实际应用过程中根据镜像平台的驱动电流值来选择或计算相应的上拉和下拉电阻值，并使用代表值。由于米勒平台时间占切换过程的大部分，因此使用该基准引入的误差并不显着。然后可以使用比例因子来确定上拉和下拉电阻最大值时的最大开关损耗，让您了解开关损耗的变化范围，以确保系统效率和低功耗MOSFET温升。可以做。在设计要求的规格范围内。许多公司的新一代芯片与上一代相比需要减少器件的硅片面积以降低成本，因此上述驱动器参数可能不会标注。在PWM和功率控制器中，相关的数字逻辑和参考运算放大器所占用的硅芯片面积是必要的功能，而且流过它们的电流相对较小，因此没有太大的空间来减少硅芯片面积。内部图腾驱动器消耗的电流较大，因此占用了较大的硅芯片面积，但这部分对芯片的功能没有明显影响，因此降低成本最直接的方法就是减小面积。降低驱动能力会增加上拉和下拉电阻以及相应的压降。因此，对于未列出内置驱动器驱动参数的芯片，使用时必须特别小心，根据外部驱动功率MOSFET的特性检查开关过程。形成外置图腾驱动器，提高驱动效率。