ZHCSKQ1C May   2019  – December 2024 LMG1025-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 引脚配置和功能
  6. 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 开关特性
    7. 5.7 典型特性
  7. 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1 输入级
      2. 6.3.2 输出级
      3. 6.3.3 辅助电源和欠压锁定
      4. 6.3.4 过热保护 (OTP)
    4. 6.4 器件功能模式
  8. 应用和实施
    1. 7.1 应用信息
    2. 7.2 典型应用
      1. 7.2.1 设计要求
      2. 7.2.2 详细设计过程
        1. 7.2.2.1 处理接地反弹
        2. 7.2.2.2 生成纳秒脉冲
        3. 7.2.2.3 VDD 和过冲
        4. 7.2.2.4 以更高频率运行
      3. 7.2.3 应用曲线
  9. 电源相关建议
  10. 布局
    1. 9.1 布局指南
      1. 9.1.1 栅极驱动环路电感和接地连接
      2. 9.1.2 旁路电容器
    2. 9.2 布局示例
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 器件支持
      1. 10.1.1 第三方产品免责声明
    2. 10.2 接收文档更新通知
    3. 10.3 支持资源
    4. 10.4 静电放电警告
    5. 10.5 商标
    6. 10.6 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

处理接地反弹

为了获得最佳开关性能和寄生效应最低的栅极环路,建议将 LMG1025-Q1 的接地回路引脚以低电感的方式,尽可能近地连接到低侧 FET 的源极。但是,这样会导致 LMG1025-Q1 的接地相对于系统或控制器接地发生反弹,并导致输入端开关逻辑错误,从而导致输出端发生误导通/关断。

首先,LMG1025-Q1 在输入缓冲器中内置了输入迟滞,有助于抵消这种影响。方程式 1 中给出了为防止输入电压瞬态超过输入迟滞而允许的最大 di/dt

方程式 1. LMG1025-Q1

其中

  • LRS 是检测电阻的电感,
  • VHYST 是输入引脚的迟滞,
  • dis/dt 是最大允许电流压摆率。

假设分流电阻寄生电感为 0.5nH,最小迟滞为 0.5V,则最大压摆率为 1A/ns。许多应用会表现出较高的电流压摆率,范围高达 10A/ns,而这会使得该方法不切实际。通过将 IN– 输入用于 PWM 信号,并将 IN+ 本地连接到 VDD,可以提高该方法的稳定性。通过使用反相输入,施加到输入引脚的瞬态电压会增强正反馈环路中的 PWM 信号。虽然此方法会降低发生假脉冲或振荡的可能性,但高 di/dt 导致的瞬态峰值可能会对 LMG1025-Q1 的输入造成过度应力。为了限制器件中过多的电流峰值,可以在 IN– 输入前面紧靠其放置一个 100Ω 限流电阻。

其次,对于中度接地反弹的情况,可以使用一个与输入串联的简单电阻,构建一个简易的 R-C 滤波器。通过利用 LMG1025-Q1 的输入电容,该电阻可以靠近其输入引脚。在输入端添加一个小电容器作为补充也可能有所帮助。R-C 滤波器的一个小时间常数可能便足以滤除高频噪声。在可以接受额外延迟且脉冲宽度不是极短的应用中,比如处于 1ns 范围内,该解决方案对于中度情况来说是可以接受的。

对于比较极端的情况,或者在无法容忍延迟而脉冲宽度极短的情况下,使用共模扼流圈可实现最佳结果。

有一个接地反弹问题特别棘手的示例应用,那就是使用电流检测电阻时。在图 7-2 中,LMG1025-Q1 接地连接到 GaN FET 的源极,而控制器接地则连接到电流检测电阻的另一侧,如图 7-2 所示。由于快速开关和极快的电流压摆率,由检测电阻的电感引起的高接地电位反弹可能会中断电路运行,甚至损坏器件。为避免此问题,可分别对 IN+ 和 IN– 使用共模扼流圈。根据输入信号脉冲宽度,还可以向 LMG1025-Q1 前面的信号输出线路添加电阻,以提供额外的 RC 滤波能力。图 7-4 显示了搭配使用方法 A 和首选滤波方法的原理图。如图 7-3 所示,方法 B 是将电流检测电阻放置在栅极驱动环路路径之内。在这种情况下,LMG1025-Q1 GND 引脚连接到信号地,由于接地平面连接良好,接地反弹问题可能不如方法 A 严重。但是,电流检测电阻的电感会给栅极驱动环路增加共源电感。该寄生电感上产生的电压将从 FET 的栅极驱动电压中减去,从而减慢 FET 的导通和关断 di/dt,甚至导致误导通和关断。为确保环路稳定、无振铃,必须添加额外的栅极电阻。较慢的上升速度可能会抵消 GaN FET 快速开关的优势,还可能导致电路中发生额外损耗。因此,通常不推荐此方法。

LMG1025-Q1 源极电阻电流检测 A 配置图 7-2 源极电阻电流检测 A 配置
LMG1025-Q1 源极电阻电流检测 B 配置图 7-3 源极电阻电流检测 B 配置
LMG1025-Q1 使用 LMG1025-Q1 时用来处理接地反弹噪声的滤波图 7-4 使用 LMG1025-Q1 时用来处理接地反弹噪声的滤波