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理想二极管控制器或 ORing 控制器栅极电压低于预期值

发布时间：2024-05-23 09:15人气：

背景：理想二极管控制器和 ORing 控制器以三种不同的运行模式控制外部 N 沟道 MOSFET，如图 1 所示。

图1：理想二极管控制器LM74700-Q1的栅极驱动模式正常运行期间，控制器以稳压导通模式或完全导通模式运行。在稳压导通模式下，线性稳压方案在 MOSFET 源漏极两端保持非常低的正向电压。LM74700-Q1 将 MOSFET 的正向压降调节至 20mV（典型值）。LM5050-x 和 LM5051 稳压正向压降为 22mV（典型值），TPS2410/12 调节至 10mV 正向压降。请注意，在较高的负载电流下，控制器将进入完全导通模式，并且 MOSFET 会得到完全增强。

答：在线性稳压控制中，MOSFET 的正向电压通过根据负载电流控制栅极电压进行调节。更准确地说，为了调节正向电压，控制器的栅极驱动通过控制 MOSFET 的 VGS 来改变 MOSFET 的 RDS (ON)。

线性稳压方案：

IN-OUT大于稳压正向电压时，增加VGS栅极电压，减少MOSFET的RDS (ON)
IN-OUT低于稳压正向电压时，降低VGS栅极电压，增加MOSFET的RDS (ON)
IN-OUT大于完全导通阈值时，在VGS栅极电压大于10V的情况下完全增强MOSFET
IN-OUT低于反向关断阈值时，通过将栅极拉至源极VGS = 0V来关断MOSFET。

让我们以 LM74700-Q1 为例来说明线性稳压方案。LM74700-Q1 的稳压正向电压为 20mV，完全导通阈值为 50mV，反向关断阈值为 -11mV。

MOSFET DMT6007LFG 的正向传输特性，即 VGS 与 RDS (ON) 的关系，如图 2 所示。在 3A 额定电流下，要将源漏极电压调节至 20mV，控制器需要保持 RDS (ON) = 20mV/3A = 6.67mΩ。从正向传输特性来看，RDS(ON) 6.67mΩ 对应于 VGS 4V，因此控制器在 3A 电流下会将 VGS 调节至 4V，如图 3 所示。

接下来，在 1A 负载电流下，控制器需要保持 RDS (ON) = 20mV/1A = 20mΩ。RDS (ON) 20mΩ 对应于 VGS 3V，因此控制器在 1A 电流下会将 VGS 调节至 3V，如图 4 所示。

最后，在 5A 高负载电流下，控制器需要保持 RDS (ON) = 20mV/5A = 4mΩ。RDS (ON) 4mΩ 对应于 VGS >10V，因此控制器会完全增强 MOSFET 并将 VGS 调节至 11V，如图 5 所示。