ZHCSKZ7C June 2020 – February 2021 UCC21540-Q1
PRODUCTION DATA
10.2.2.4 栅极驱动器输出电阻器
外部栅极驱动器电阻器 RON/ROFF 用于：
- 限制寄生电感/电容引起的振铃。
- 限制高电压/电流开关 dv/dt、di/dt 和体二极管反向恢复引起的振铃。
- 微调栅极驱动强度，即峰值灌电流和拉电流，以优化开关损耗。
- 降低电磁干扰 (EMI)。
如Topic Link Label9.3.4中所述， UCC21540-Q1 具有包含并联 P 沟道 MOSFET 和额外上拉 N 沟道 MOSFET 的上拉结构。组合峰值拉电流为 4A。因此，可使用以下公式来预测峰值拉电流：
Equation3. 
Equation4. 
其中
- RON：外部导通电阻。
- RGFET_INT：功率晶体管内部栅极电阻（见于功率晶体管数据表）。
- IO+ = 峰值拉电流 – 4A、栅极驱动器峰值拉电流和根据栅极驱动回路电阻计算出的值中的最小值。
在本例中：
Equation5. 
Equation6. 
因此，高侧和低侧峰值拉电流分别为 2.3A 和 2.5A。类似地，可以使用以下公式来计算峰值灌电流：
Equation7. 
Equation8. 
其中
- ROFF：在本例中，外部关断电阻 ROFF 为 0；
- VGDF：与 ROFF 串联的反向并联二极管正向压降。本例中的二极管为 MSS1P4。
- IO-：峰值灌电流 – 6A、栅极驱动器峰值灌电流和根据栅极驱动回路电阻计算出的值中的最小值。
在本例中：
Equation9. 
Equation10. 
因此，高侧和低侧峰值灌电流分别为 5.0A 和 5.4A。
重要的是，估算的峰值电流也受 PCB 布局和负载电容的影响。栅极驱动器环路中的寄生电感可以减慢峰值栅极驱动电流并导致过冲和下冲。因此，强烈建议最大限度地缩小栅极驱动器环路。另一方面，当功率晶体管的负载电容 (CISS) 非常小（通常小于 1 nF）时，峰值拉电流/灌电流取决于环路寄生效应，因为上升和下降时间太短，接近于寄生振铃周期。
如果不能将 OUTx 电压控制在数据表中的绝对最大额定值以下（包括瞬态），在某些情况下可能对器件造成永久损坏。若要减少过多的栅极振铃，建议在 FET 栅极附近放置一个铁氧体磁珠。存在扩展的过冲/下冲时，也可以使用外部钳位二极管，以便将 OUTx 电压钳位至 VDDx 和 VSSx 电压。