[参考译文] UCC27712：MOSFET 栅极-源极电压中的抖动

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https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/1180264/ucc27712-jitter-in-mosfet-gate-source-voltage

器件型号：UCC27712

您好！

我们在交错同步升压转换器中使用 UCC27712D 栅极驱动器 IPP051N15N5 MOSFET。

开关频率为100kHz，占空比：20%。栅极电阻：2.2欧姆，栅源极电阻：4.7K 欧姆，CVDD：2x4.7uF，Rbias：10欧姆，栅极驱动电压：13V

所连接的是低侧 MOSFET 的栅极-源极电压。

图1：一旦升压操作开始且负载电流流动、栅极电压波形(黄色)就会失真。绿色波形是由位于同一电路板上的微控制器生成的输入 PWM 波形。

输入电压约为20V、输入电流约为1.8A。

input PWM waveform and mosfet gate-source waveform

图1.

我们已经尝试使用外部脉冲发生器向栅极驱动器提供输入 PWM 波形

Mosfet Gate - Source voltage waveform from external pulse generator to gate driver input

图2.

图2；黄色波形是 MOSFET 栅极-源极电压、红色波形是使用函数发生器到栅极驱动器从外部提供的脉冲。

当负载电流增大时、MOSFET 栅极源极电压中的抖动会增大。

请说明 MOSFET 栅源电压中出现意外波形的原因。

2 年多前

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2524420 points

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您好、Akash、

微控制器输出 PWM 上有很多噪声。我认为可能会有噪声耦合到布线上。迹线有多长？您在迹线上的哪个位置进行测量？ HI/LI 输入迹线上的 RC 滤波器可能有助于高频组件。

您能否测量示波器上的栅极驱动器引脚 LO 和 HO？

此致、
Edthan Galloway

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2524420 points

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您好、Edthan、

目前、我们仅切换交错升压转换器的1个桥臂。我们已关闭顶部 MOSFET 的 PWM 脉冲、因此允许体二极管在放电阶段导通。因此、HO 输出将不会出现。我们仅切换底部 MOSFET。

在 MOSFET 的 VGS 波形(黄色)和 LO 引脚电压波形(红色)下方附加。

为了回答您的其他问题、我们将测量 LI 引脚上的 PWM 脉冲。我们尝试了 RC 滤波器值的各种组合、包括数据表中的建议值(R = 50 Ω 且 C = 220pF)、但噪声仅略有降低。从微控制器引脚到栅极驱动器输入 RC 滤波器的布线长度为16.217mm。

0 admin 2 年多前

TI__Guru**** 2524420 points

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Pranav、您好！

感谢您提供示波器图和测试条件说明。当您在 MOSFET 体二极管导通的情况下运行时、您可能会具有非常高的 dV/dt 和振铃、因为您必须强制关闭体二极管、恢复时间通常不是很快。当您打开另一个 MOSFET 时、这会产生冲突、在该 MOSFET 中、体二极管关断时会产生高电流。

您能否评论一下栅极驱动电路中的外部栅极电阻是多少、以及布线从驱动器引脚到 MOSFET 栅极和源极的距离是多少？ MOSFET VDS 上的高 dV/dt 会将电荷耦合到 Vgs 中、如果没有低电感迹线连接、这可能会导致 Vgs 上出现高振铃。更高的栅极电阻有助于减少 Vgs 振铃。您能否尝试增大栅极电阻以查看这是否会减小 Vgs 和驱动器输出振铃？

此致、

电源管理（参考译文帖）

电源管理（参考译文帖）(Read Only)

[参考译文] UCC27712：MOSFET 栅极-源极电压中的抖动