ZHCADI4A December 2023 – January 2024 UCC21220 , UCC21222-Q1 , UCC21520 , UCC21520-Q1 , UCC21530 , UCC21530-Q1 , UCC21540 , UCC21540-Q1

4 哪些系統(tǒng)因素會(huì)影響結(jié)果

雖然從產(chǎn)品壽命的角度來看，窄輸入脈沖寬度方案可能具有破壞性，因此必須避免這種情況，但即使在已知的工作條件下，也很難提供準(zhǔn)確的最小輸入脈沖寬度值。這是因?yàn)?PCB 布局和去耦電容器放置等諸多變量會(huì)顯著影響內(nèi)部電壓尖峰。不過，一些簡單的數(shù)學(xué)運(yùn)算可以為估算給定系統(tǒng)中柵極驅(qū)動(dòng)器輸入可用的最小脈沖寬度提供起點(diǎn)。

對(duì)于窄導(dǎo)通脈沖情況，可根據(jù)方程式 1 假定內(nèi)部 VDD 焊盤電壓。

方程式 1.

{V D D}_{i n t e r n a l} = {V D D}_{s u p p l y} + (L_{b o n d W i r e} + L_{P C B}) \frac{d I}{d t}

其中：

VDD_supply 是指輔助電源電壓，用于為柵極驅(qū)動(dòng)電路供電，通常來自用于高電壓拓?fù)涞姆醇ぁ?/li>
L_bondwire 是指 IC 內(nèi)部鍵合線寄生電感，通常約為 5nH。
L_PCB 是指從電源到引腳排列的外部 PCB 引線寄生。

我們可以看到多種因素會(huì)在窄導(dǎo)通脈沖事件期間影響內(nèi)部過壓應(yīng)力，但最重要的因素是關(guān)斷時(shí)刻的柵極驅(qū)動(dòng)電流。一切會(huì)增加?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度的因素也會(huì)增加 $\frac{d I}{d t}$ 其中包括較大的柵極電壓偏置、較小的柵極電阻器 (R_G) 和較大的柵極電容。最重要的是，MOSFET 導(dǎo)通期間的柵極電流不是平坦和線性的，如圖 1-1 所示，因此 MOSFET 越早關(guān)斷，可能產(chǎn)生的電壓尖峰就越大。

窄關(guān)斷脈沖電壓尖峰估算稍微更復(fù)雜一點(diǎn)。如果柵極驅(qū)動(dòng)器在關(guān)斷周期未完成時(shí)接收到導(dǎo)通命令，則輸出電壓尚未降至零。當(dāng)灌電流中斷時(shí)，PCB 寄生電感和鍵合線電感上的壓降會(huì)增加內(nèi)部輸出焊盤上的尖峰。

方程式 2.

O U T_{i n t e r n a l} = m a x {V D D_{i n t e r n a l} ： V_{g a t e} + (L_{b o n d W i r e} + L_{P C B}) d I / d t}

其中：

VDD_internal 是指內(nèi)部 VDD 焊盤電壓。
V_gatet 是柵極驅(qū)動(dòng)器輸出，也是 MOSFET 的柵極電壓。該電壓隨著關(guān)斷脈沖的延長以及柵極放電而降低。
L_bondwire 是指 IC 內(nèi)部鍵合線寄生電感，通常約為 5nH。
L_PCB 是指從電源到引腳排列的外部 PCB 引線寄生。

當(dāng)關(guān)斷脈沖非常短時(shí)， $V_{g a t e} + (L_{b o n d W i r e} + L_{P C B}) \frac{d I}{d t}$ 高于內(nèi)部 VDD 焊盤電壓。

隨著關(guān)斷脈沖的延長， $V_{g a t e} + (L_{b o n d W i r e} + L_{P C B}) \frac{d I}{d t}$ 會(huì)緩慢降低，輸出跟隨 VDD 內(nèi)部電壓。