详解实现MOS管快速关断的电路方案

一.前言

当我们使用MOS管进行一些PWM输出控制时，由于此时开关频率比较高，此时就要求我们能更快速的开关MOS管，从理论上说，MOSFET的关断速度只取决于栅极驱动电路。当然电流更高的关断电路可以更快对输入电容器放电，从而缩短开关时间，进而降低开关损耗。如果使用普通的 N沟道器件，通过更低输出阻抗的 MOSFET驱动器和/或负关断电压，可以增大放电电流。提高开关速度也能降低开关损耗，当然由于 MOSFET的快速关断也会造成 di/dt和 dv/dt更高，因此关断加速电路会在波形中增加振铃的发生。

二.方案说明

下图是一个典型的MOS管驱动电路构成原理图，我们先简单分析一下各个元器件。电容Cg是MOS管自身的米勒寄生电容，MOS管的开关快慢它是一个重要影响因素，由于所以我们可以从器件选型上选择Cg较小的MOS管；Lg和Rg跟驱动电路还有MOS以及PCB布线有关，为了实现快速开关MOS，我们需要把这几个参数都降到最低才行，接下来就分别说说对应的具体设计。

1.降低栅极电阻Rg以及寄生电感Lg

Rg的存在主要是为了降低MOS开关时振铃的发生，上篇文章我们介绍过了如果计算选型Rg来降低开关时的振铃，所以首先外部串联的Rg要在满足基于减弱开关振铃的要求的基础上尽可能的小，其次PCB走线不能太细，当然驱动器和MOS距离要尽可能近，减小电流回路，PCB走线以及器件布局对于降低Lg来说很重要，大家一定要重视。

2.提高驱动电流能力

直接用单片机IO口驱动来实现MOS管快速开关那可太困难了，毕竟单片机IO口驱动能力实在有限啊。选用两个三极管搭建推挽输出驱动电路是个不错的成本不算高的选择。

3.增加快速关断二极管

在此电路中，RGATE允许调整 MOSFET开通速度。在关断过程中，反向并联二极管会对电阻器进行分流。但是二极管存在着导通电压的问题，随着栅源极电压接近 0V，二极管的作用越来越小。所以，此电路能显著减少关断延迟时间，对于整体开关时间和 dv/dt抗扰性帮助有限，所以我们进行二极管选型时要选择导通压降小的二极管，比如肖特基二极管。

审核编辑：汤梓红