耗尽型MOSFET
在大多数反激式开关电源中,都是通过变压器附加绕组给PWM控制 IC供电,在电路的启动阶段,附加绕组还没有电压输出,因此需要单独的电路给PWM控制IC进行启动供电。
传统的启动电路多使用功率电阻直接给PWM控制IC供电,但是在电源系统启动后,却会持续不断地消耗功率,从而大幅增加了系统功率损耗。
在不断降低电源功耗的发展理念下,开关电源PWM控制 IC的启动电路也在不断优化。特别是在待机零功耗的要求下,将耗尽型MOSFET应用于开关电源的启动电路,几乎成了唯一的选择。
使用耗尽型MOSFET构成启动电路来给PWM控制IC供电,能够有效降低系统功耗,特别是待机功耗。耗尽型MOSFTE为常闭器件,当栅-源电压VGS= 0V时,器件的沟道处于自然开通状态。将耗尽型MOSFET应用于启动电路中,当PWM控制IC启动后,由附加绕组对IC进行供电,此时再将耗尽型MOSFET关断,之后PWM控制 IC启动电路几乎没有功率损耗,因此能够显著降低系统功耗,尤其是待机功耗。
传统电阻式启动电路
如图1所示,传统的启动电路由功率电阻构成。这种电阻式的启动电路,由于电阻持续地消耗较大功率,大幅增加了系统功率损耗,在系统处于待机状态时尤为突出。
图1. 传统电阻式启动电路
耗尽型MOSFTE用于启动电路
有源控制启动电路
有源控制启动电路示意图如下:
图2.耗尽型MOSFET有源控制启动电路
很多PWM控制IC都有ASU(Active Start-Up)引脚,可用来控制耗尽型MOSFET DMZ6005E的关断。
电路上电启动时,通过耗尽型MOSFET DMZ6005E给PWM 控制IC供电。电流经DMZ6005E给C1充电,C1电压持续升高,直至PWM IC开始工作。
电路启动后,再由附加绕组给PWM 控制IC供电,此时通过ASU端口将DMZ6005E的栅极下拉至低电平,使DMZ6005E的栅-源电压VGS大于其关断电压VGS(OFF) ,从而将DMZ6005E关断,之后启动电路无电流通过,不产生功率损耗。
通用PWM IC启动电路
通用PWM IC启动电路示意图如下:
图3. 耗尽型MOSFET的通用启动电路
通用启动电路适用于本身不具有ASU功能引脚的PWM控制IC的上电启动。如图3所示,耗尽型MOSFET DMZ6005E搭配低压增强型MOSFET即可构成通用启动电路。
开关电源启动时,DMZ6005E处于导通状态,电流经DMZ6005E给C1充电,C1电压持续升高,直至PWM IC开始工作。开关电源启动后,通过附加绕组给PWM控制IC供电,此时低压增强型MOSFET的栅-源电压VGS大于其开启电压VTH,增强型MOSFET导通,将DMZ6005E的栅极电压下拉至低电位,使得DMZ6005E的栅-源电压VGS大于其关断电压VGS(OFF) ,DMZ6005E切换至关断状态,启动电路不再消耗功率。
ARK(方舟微)
ARK(方舟微)提供的DMZ6005E等高压耗尽型MOSFET,是应用于PWM 控制IC启动电路最理想的器件。DMZ6005E击穿电压BVDSS超过600V,可以在极宽的输入电压范围内正常工作,并且器件采用SOT-23封装,产品体积小,适于表面贴装。
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