ZHCAB91B February 2021 – October 2021 LM5050-1 , LM5050-2 , LM5051 , LM66100 , LM74202-Q1 , LM74500-Q1 , LM74610-Q1 , LM74700-Q1 , LM74720-Q1 , LM74721-Q1 , LM74722-Q1 , LM7480-Q1 , LM7481-Q1 , LM76202-Q1 , SM74611 , TPS2410 , TPS2411 , TPS2412 , TPS2413 , TPS2419
在线性调节控制中会根据负载电流来控制栅极电压,从而对 MOSFET 的正向电压进行调节。实现线性调节的方法是控制栅极电压,从而根据负载电流改变 MOSFET 的 RDS(ON)。在标称负载电流下,保持栅源电压高于 MOSFET 的 Vth 电压;在较低负载电流下,保持栅源电压接近于 MOSFET 的 Vth 电压,且 RDS(ON) 增大。在较高负载电流下,栅源电压停留在接近于最大栅极驱动电压的水平,且运行时的 RDS(ON) 接近于可能的最低值。根据运行功率要求选择 MOSFET 有助于在大多数负载条件下使 MOSFET 保持在稳压状态。正向电压线性调节以及快速反向电流阻断有助于确保流回输入端的直流电流为零。此外,还有助于在输入电源故障、输入电源瞬变或输入电源电压下降期间尽可能降低峰值反向电流。
在迟滞开/关控制中,当超过正向导通比较器阈值 VFWD_ON 时,MOSFET 完全导通,当达到反向比较器阈值 VREV_OFF 时,MOSFET 关断。当 MOSFET 导通时,栅极得到完全增强,栅源电压不受负载电流的控制。当反向电流达到 VREV_OFF / RDS(ON) 时,MOSFET 关断。请注意,如果反向电流小于 VREV_OFF / RDS(ON),则 MOSFET 无法关断。反向关断阈值 VREV_OFF 是固定的负值,或可编程并允许设置为较小的正值。在反向比较器阈值可编程并可设置为较小的正值的理想二极管控制器中,可以完全阻断直流反向电流。此外,将反向比较器阈值设置为一个较小的正值,可能需要使正向负载电流 VREV_OFF / RDS(ON) 尽可能小才能导通 MOSFET。如果正向负载电流无法保持在最低,则 MOSFET 会持续导通/关断,从而导致栅极电压持续振荡。
理想二极管控制器 | 工作电压范围(绝对最大额定值) | 线性调节控制 | 迟滞开/关控制 |
---|---|---|---|
LM74700-Q1 | ±65V | 是 | 否 |
LM74610-Q1 | ±45V | 否 | 是 |
LM5050-1 和 LM5050-1-Q1 | ±100V | 是 | 否 |
LM5050-2 | ±100V | 是 | 否 |
TPS2410 和 TPS2412 | ±18V | 是 | 否 |
TPS2411 和 TPS2413 | ±18V | 否 | 是 |
TPS2419 | ±18V | 否 | 是 |
LM74701-Q1 | ±65V | 是 | 否 |
LM7472x-Q1 | ±70V | 是 | 否 |
LM74800-Q1 和 LM74810-Q1 | ±70V | 是 | 否 |
LM74801-Q1 | ±70V | 否 | 是 |
图 6-1 中的典型应用原理图显示了用于驱动外部 N 沟道 MOSFET 的 LM74700-Q1 理想二极管控制器。MOSFET 的源极与输入端相连,因此体二极管在关断时会阻断反向电流。电荷泵电容器连接在阳极和 VCAP 之间,可提供足够的栅极驱动电压来导通 MOSFET。EN 引脚用于导通 MOSFET,在正常运行期间提供阳极到阴极之间经过调节的低正向压降。下拉 EN 引脚会关断 MOSFET,并且控制器会进入低关断电流模式。当 MOSFET 关断时,负载仍然可以通过 MOSFET 的体二极管汲取功率。
本节使用图 6-2 所示的功能方框图来讨论 LM74700-Q1 的主要性能特性。理想二极管控制器具有内部电荷泵,可在正常工作期间充分驱动 MOSFET 栅极电平高于阳极,并在检测到反向电流时开启正向比较器并关闭反向电流比较器,以使 MOSFET 体二极管完全阻断反向直流电流。