ARK（方舟微）简化PD3.1快充设计——增强型MOS篇

发布时间：2023-01-18 14:40
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：2330

　　ARK（方舟微）推出的增强型NMOS产品，用于同步整流应用及小信号控制，产品均在海外生产，品质更高、价格更优、供货更有保证。

ARK（方舟微）简化PD3.1快充设计——增强型MOS篇

　　尽管说如今的充电器，集成度越来越高，外围器件的数量越来越少。但是PD3.1的推出，支持28V及以上的输出电压，更宽的输出电压范围，超出了高耐压的原边控制器的供电范围，同时现有的同步整流控制器，也无法应用在高输出电压下，令工程师的选型很是头疼。

　　为了应对PD3.1升级输出电压后，宽电压输出导致开关电源初级电压供电范围变动较大的问题，方舟微推出了一系列具有特殊功能的MOSFET，可以代替传统多颗元件组成的供电稳压电路，从而简化电源中对于控制器的供电设计，并优化待机功耗表现。在缺货的大背景下，拓展现有芯片的供电范围，保证产品出货。

　　ARK（方舟微）AKF30N5P0SX是一颗耐压30V的增强型NMOS，具有低导阻和低栅极电荷，耐压30V，导阻3.9mΩ，采用PDFN3333封装，可用于高效率DC-DC转换，同步整流，电池保护以及功率路径管理。

ARK（方舟微）简化PD3.1快充设计——增强型MOS篇

　　ARK（方舟微）FTZ15N35G是一颗耐压350V的NMOS，采用SOT-23封装，Dialog利用其特有电特性，作为ZVS辅助开关MOSFET使用，为主MOSFET创造ZVS条件。

ARK（方舟微）简化PD3.1快充设计——增强型MOS篇


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ARK（方舟微）：耗尽型MOSFET在稳压及过压保护应用中的优势

　　耗尽型MOSFET的基本特性：　　耗尽型MOSFET，与常见的增强型MOSFET不同，它在栅极电压为零时就已经处于导通状态，即沟道已经存在。耗尽型MOSFET在电路设计中具有独特的优势，包括高输入阻抗、低漏电流、可调性和高速性。其工作原理主要基于电场效应，通过改变栅极电压来控制沟道的导电性，从而实现对电流的精确调控。在稳压及过压保护中主要利用耗尽型MOSFET的亚阈值特性。　　稳压应用中的优势　　简化电路设计　　图一：耗尽型MOSFET在供电电路中的应用　　耗尽型MOSFET在栅极电压为零即导通，这意味着在某些应用中可以省去额外的驱动电路，从而简化电路设计。例如，在实现PWM IC的VCC供电电路中，传统方法使用三极管、功率电阻和齐纳二极管等多颗器件，但这会导致PCB上的热量过高且效率低下。而采用耗尽型MOSFET的方法，可以用一颗器件代替，节省空间，简化电路，减小功耗。　　宽泛的直流工作电压范围　　图二：LDO应用电路　　图三：搭配耗尽型MOSFET应用电路　　耗尽型MOSFET具有宽泛的直流工作电压范围(Vin)，这使其在稳压应用中更加灵活。如图二中在线性电压调节器中，输入电压可能来自母线电压，存在较大的电压变化，包括电压尖峰。如图三所示耗尽型MOSFET(DMZ6012E)可以通过源极跟随器配置连接，减少电压瞬变，直至达到器件额定电压VDS的耐受能力。这种配置不仅保护了电路免受浪涌电压的影响，还通过低静态电流实现了最小功耗。　　过压保护应用中的优势：　　耗尽型MOSFET在过压保护应用中表现出色。如图四所示，在这种电路中，耗尽型MOSFET与电阻和稳压二极管相结合，利用耗尽型MOSFET的亚阈值特性，通过选择合适的稳压二极管，可以设定一个稳定的输出电压值。当输入电压超过该值时，稳压二极管开始工作，将栅极电压钳制在一定水平，从而限制漏极电流，防止过压对后续电路造成损害。这种电路结构简单，成本低廉，适用于需要过压保护的多种场合。　　图四：过压保护电路　　某些耗尽型MOSFET产品具有超高的阈值电压参数，如ARK(方舟微)的UltraVt®系列，这些产品非常适合直接用于各类PWM IC的供电方案中。UltraVt®超高阈值耗尽型MOSFET系列产品的主要参数如下：　　它们既能实现PWM IC在宽电压范围输入下的供电需求，又能有效抑制电路浪涌，为PWM IC提供过压保护。这种高阈值电压特性使得耗尽型MOSFET在高压及宽电压输出条件下具有更高的可靠性和稳定性。典型应用电路 (以 DMZ1015E 为例)如图五：　　图五：耗尽型MOSFET稳压应用典型电路
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