新手也能懂的<span style='color:red'>开关</span>电源设计与接地攻略,10个坑一次避开!
  做硬件设计的工程师,谁没被开关电源的 EMI、PCB 布线、接地问题折磨过?开关电源作为电子设备的 “心脏”,设计和调试的每一个细节都直接决定产品稳定性,而接地设计更是电磁兼容的核心,一步错就容易出现干扰、误码、丢包等问题。  今天就把开关电源设计和接地的 10 大核心重难点拆解清楚,从元器件选型、电路调试到接地方式、信号处理,全是实操干货,通俗易懂,新手也能直接上手用!  一、开关电源设计核心:元器件 + 参数怎么选?  很多工程师对开关电源设计望而却步,核心还是没摸透元器件选型的逻辑。其实开关电源主要由开关电源控制器和输出部分组成,部分控制器集成了 MOSFET,虽简化 PCB 设计,但灵活性会稍降,按需选择即可。  1、控制器部分:核心是闭环反馈控制系统,重点做好电压采样电路和反馈环控制,采样要精准,反馈深度要把控好 —— 反馈环响应太慢,瞬态响应能力会大打折扣。  2、输出部分:包含输出电容、电感、MOSFET,核心是平衡性能和成本。高开关频率能减小电感值(封装小、成本低),但会增加干扰和 MOSFET 开关损耗,降低效率;低频率则相反,按需取舍。  3、关键参数:输出电容的 ESR 越小,输出纹波越小,但成本越高;MOSFET 的 Rds_on 参数也需精准选择,同时注意控制器的驱动能力,避免接过多 MOSFET 导致驱动不良。  小技巧:开关电源控制器供应商一般会提供计算公式和使用方案,直接借鉴能少走很多弯路!  二、开关电源调试:避坑方法就两步  调试时最怕后级电路干扰,掌握两个核心方法,轻松排查问题:  1、隔离调试:用低阻值大功率电阻把电源电路输出接到板内,不焊电阻时可单独调试电源电路,避开后级电路的影响,先把电源本身调通。  2、重点查反馈:开关控制器是闭环系统,若输出恶化超出闭环控制范围,大概率是反馈和采样电路出问题;另外,输出电容若选了大 ESR 值,会产生大量电源纹波,也会导致电源工作异常,重点排查这一细节。  聊完开关电源的设计和调试,接下来重点讲接地设计—— 这是很多工程师的薄弱项,也是电磁兼容的关键,从定义、符号到实操方法,一次性讲透!  三、接地设计必懂:从定义到符号,基础不丢分  首先要明确:接地不是简单接大地,现代电子设计中,接地是电流返回其源的低阻抗通道,核心要求是低阻抗和通路,不同场景下接地的含义也不同:线路工程师眼中是线路电压参考点,系统设计师眼中是机柜 / 机架,电气工程师眼中是安全地线。  PE、PGND、FG:保护地或机壳  BGND/DC-RETURN:直流 - 48V(+24V)电源(电池)回流  GND:工作地  DGND:数字地  AGND:模拟地  LGND:防雷保护地  四、接地实操:选对方式,从根源减少干扰  接地主要有单点接地、多点接地、混合接地,单点接地又分串联和并联,核心是根据电路频率和复杂度选择:  单点接地:适合简单电路、不同功能模块分地、低频电路(f<10MHz)  多点接地 / 多层板完整地平面:适合高频电路(f>10MHz),能降低阻抗,减少干扰。  五、高速设计关键:信号回流 + 跨分割,这些坑别踩  电子信号会找最低阻抗的回流路径,这一特性直接决定了 PCB 布线的好坏,做好 3 点,从根源减少干扰、保证信号质量:  1、减小回路面积:辐射强度和回路面积成正比,回流路径越长、环越大,对外辐射干扰越强,布线时务必缩小电源回路和信号回路面积。  2、保证高速信号回流:高速线的特性阻抗以地层 / 电源层为参考,若附近有连续地平面,阻抗能保持连续,信号完整性更好;反之则阻抗突变,影响信号。建议把高速线布在靠近地平面的层,或在高速线旁布 1-2 条地线,起到屏蔽和就近提供回流的作用。  3、高速信号忌跨电源分割:信号跨不同电源层后,回流路径会大幅变长,极易受干扰;低速信号可忽略,高速信号需调整电源走线,避免跨分割。  六、模拟地 + 数字地:分还是合?这样做最稳妥  模拟信号需要干净的地参考,而数字信号变化快,数字地会产生大量噪声,若二者混接,噪声会直接干扰模拟信号,影响精度。  正确做法:模拟地和数字地分开处理,再通过细走线单点连接,或串 0 欧姆电阻连接,阻隔数字地噪声窜入模拟地;若模拟部分附近的数字地本身很干净,也可合并,无需死板分开。  七、单板接地:不同器件,不同技巧  普通器件接地  核心原则:就近接地。若采用有完整地平面的多层板,只需保证走线连续、减少过孔数量、靠近地平面 / 电源平面即可,操作简单又高效。  接口器件接地  串口、网口 RJ45 等对外接口,接地不好易出现误码、丢包,还会成为电磁干扰源。正确做法:单独分割出独立的接口地,与信号地用细走线连接(可串 0 欧姆 / 小阻值电阻),阻隔信号地噪声;同时做好接口地和接口电源的滤波,避免干扰向外扩散。  屏蔽电缆接地  带屏蔽层的电缆,屏蔽层必须接接口地,而非信号地!信号地有大量噪声,若屏蔽层接信号地,噪声电压会驱动共模电流沿屏蔽层向外干扰,成为最大的噪声源(前提是接口地本身保持干净)。  开关电源设计的核心是元器件和参数的性能成本平衡,调试的关键是隔离后级 + 排查反馈采样;而接地设计的核心是低阻抗回流通道,根据电路频率选对接地方式,做好信号回流处理,分开关键地平面,就能从根源减少电磁干扰。  随着电力电子技术的发展,开关电源已广泛应用于计算机、通讯、程控交换机等各类设备,掌握这些设计和接地的实操技巧,不仅能解决实际问题,更能提升产品的稳定性和可靠性,新手工程师吃透这些,能少走几年弯路!
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发布时间:2026-11-03 15:58 阅读量:278 继续阅读>>
ROHM开发出支持GaN高频<span style='color:red'>开关</span>的TP-PFC控制器IC
  2026年10月29日,全球知名半导体制造商ROHM(总部位于日本京都市)宣布,开发出有助于实现小型高效率AC-DC电源的Totem Pole PFC*1(图腾柱PFC,以下简称“TP-PFC”)控制器IC“BM85060FV”,其特点是可在支持GaN HEMT*2高频开关的MHz频段工作。  近年来,随着AC适配器、消费电子和小型工业设备的功能日益强大,设备所需电力也不断增加,与此同时,对设备小型化和节能化的要求也越来越高。而且,在能效法规日趋严格的大背景下,不仅要提高产品工作时转换效率,还要降低无负载(空载)时的功耗。在这种情况下,与传统的Si(硅)功率半导体相比,可支持高频开关的GaN HEMT得到了越来越广泛的应用。此外,将GaN HEMT与TP-PFC电路相结合的电源,因其能显著降低功率损耗而被寄望成为追求高效率和小型化设备的有力电源解决方案。另一方面,传统的TP-PFC控制技术广泛使用MCU,但对于小型电源设备而言,除了功耗、电路规模和成本方面的挑战外,如何实现针对GaN HEMT高频开关的控制也成为亟需解决的难题。  针对这些课题,ROHM开发出能够以低功耗控制采用了GaN HEMT的TP-PFC电路、并支持MHz频段高频开关的专用控制器IC“BM85060FV”。新产品可在AC适配器、投影仪等消费电子设备及小型工业设备所用的300~500W级AC-DC电源中,在系统层面实现高达99%的转换效率。这不仅可抑制功率损耗和发热量,还能通过提高开关频率实现外围元器件的小型化,从而有助于电源电路更加节省空间。  另外,还实现了仅150μA的空载电流,与普通品相比降低了70%*。因此,使用该产品更容易降低系统的待机功耗,有助于构建满足DoE Level7*3和CoC Tier2*4节能要求的电源系统。  不仅如此,新产品还内置防雷击浪涌电路等AC-DC电源所需的各种保护功能,有助于减轻设计负担并提高系统可靠性。  新产品已于2026年10月开始销售(样品价格670日元/个,不含税),并已开始网售(330W预设配置产品),客户可通过AMEYA360购买。另外,ROHM还准备了搭载“BM85060FV”的330W输出TP-PFC评估板,为采用GaN HEMT的高效率AC-DC电源开发提供支持。  未来,ROHM将继续通过提供以GaN HEMT为首的功率半导体,以及与模拟IC相结合、能够更大程度地激发其性能的功率电子解决方案,为电子设备进一步降低功耗和小型化贡献力量。  *截至2026年10月27日ROHM调查数据  <应用示例>  非常适用于AC适配器、投影仪等消费电子设备,以及小型工业设备等以300~500W级功率为主的小型高效率AC-DC电源。  <术语解说>  *1)Totem Pole PFC(TP-PFC)  在AC-DC电源中,为了高效利用输入电源提供的电力所采用的一种PFC(Power Factor Correction:功率因数校正)电路方式。通过用开关器件替换传统PFC电路中使用的二极管整流桥,可降低导通损耗。  *2) GaN HEMT  GaN(氮化镓)是一种用于新一代功率元器件的化合物半导体材料。  与普通的半导体材料Si(硅)相比,其物性更优异,开关速度更快,支持高频率工作。  HEMT是High Electron Mobility Transistor(高电子迁移率晶体管)的英文首字母缩写。  *3)DoE Level7  美国DoE(Department of Energy,美国能源部)针对电子设备外部电源实施的能效要求。对工作时的功率转换效率及无负载时的功耗制定了严格的标准,要求相应产品具备高节能性能。  *4)CoC Tier2  针对电子设备外部电源实施的欧盟CoC(Code of Conduct:行为准则)能率要求。对工作时的功率转换效率及无负载时的功耗制定了严格的标准,要求相应产品具备高节能性能。
发布时间:2026-11-02 13:05 阅读量:400 继续阅读>>
维安WP2706:5.5V/7A带电流监测负载<span style='color:red'>开关</span>,小封装实现大保护
  在笔记本、平板、便携手持设备、SSD固态硬盘设计中,电源通路的保护、浪涌抑制、电流监测一直是硬件设计绕不开的痛点。 既要承载大电流、压降要小,又要做软启动、过流、过热保护,还要输出电流监控信号,同时还要严控PCB占位面积。  维安(WAYON)全新负载开关——WP2706,是一款5.5V、7A,集成电流监测的低导通电阻负载开关,  QFN-12 2×2mm超小封装,一站式解决便携设备电源通路设计难题。    核心亮点参数——WAYON 负载开关WP2706  超低压降,大电流能力  集成RDS(ON)典型仅10mΩ功率FET,7A大电流通路,大负载下发热更低,电源损耗更小。  高精度电流监测  内置电流监控功能,电流监测精度高达3%,IMON引脚外接电阻即可配置限流阈值,把输出电流转换成可采集的电流信号,MCU可以实时读取负载工作电流,方便整机系统做状态判断、故障告警。  可编程软启动,抑制上电浪涌  SS引脚外接电容自定义软启动时间,内部9μA恒流源对电容充电,平缓抬升输出电压,有效抑制开机瞬间冲击浪涌电流,保护后端芯片与电源母线,避免背板电压跌落。  软启动时间计算公式:  建议最小软启动电容≥4.7nF。  完备保护机制,设备更安全  1 热关断保护  结温达到155℃触发关断,40℃迟滞,温度回落自动恢复,防止芯片过热烧毁。  2 输出放电功能  芯片关闭时,内部放电电阻快速泄放输出端残余电压,避免后级器件残留电压异常。  3 PG电源正常指示(推挽输出)  当输入输出压差小于150mV,经过90μs延时PG置高;压差大于200mV拉低。可给主控反馈电源通路状态,做上电时序逻辑判断。  4 UVLO欠压锁定  VCC供电低于阈值芯片不工作,避免低压异常工作损坏负载。  极低待机功耗  关断状态下,关断电流<1μA,设备休眠状态几乎不耗电,延长便携产品电池续航时间。  小巧封装 QFN-12 2mm×2mm  超小封装,在对板卡尺寸抠到极致的便携硬件、SSD模组里,极大节省布板面积。  典型应用场景——WAYON 负载开关WP2706    典型应用场景——WAYON 负载开关WP2706  1 笔记本电脑、平板电脑  2 SSD固态硬盘驱动器  3 各类需要电源通断控制 +电流监控的板卡电源通路  设计建议——WAYON 负载开关WP2706  VCC 引脚供电需要大于3V,芯片内部驱动才能正常工作,注意UVLO上升阈值典型 2.8V。  IMON 外接电阻直接设置限流阈值,根据公式:  计算限流点,VIN 在 1.2V~5.5V 范围内S系数基本恒定。  SS 引脚不要悬空,至少搭配 4.7nF 电容,防止上电浪涌超标。  PCB 布局:大电流 VIN、VOUT 走线尽量短而宽,降低走线阻抗,利于散热;功率地与信号地做好处理,参考官方评估板 Layout 示例。  PG 为推挽输出,可直接接MCU IO,不需要额外上拉电阻,最大灌电流不超过 10mA。  很多负载开关只能简单做电源通断,缺少电流监控,要实现过流检测,还需要额外增加采样电阻+运放,BOM和PCB面积都会增加。  维安WP2706把7A通路开关、高精度电流监测、软启动、PG状态指示、过热保护全部集成进2×2mm QFN封装。 对笔记本、SSD、便携设备硬件设计来说,这是一颗兼顾性能、体积、保护完整性的负载开关方案,简化电源通路设计,提升整机可靠性。
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发布时间:2026-10-30 10:39 阅读量:286 继续阅读>>
PCB与<span style='color:red'>开关</span>设备中的爬电间距和电气间隙设计指南
AMEYA360代理丨ROHM 实战篇:通过驱动器源极引脚改善<span style='color:red'>开关</span>损耗—有驱动器源极引脚的封装、有无驱动器源极引脚的差异及其效果
  在上一篇文章中,我们了解了传统的MOSFET驱动方法,这也是了解主题中的驱动器源极引脚效果的前提。在本文中,我们将一起了解有驱动器源极引脚的实际封装、具有驱动器源极引脚的MOSFET的工作情况和驱动器源极引脚的效果。  有驱动器源极引脚的封装  目前,ROHM有驱动器源极引脚的封装包括TO-247-4L和TO-263-7L两种  作为参考,在这里给出了每种封装的外形尺寸和结构。  TO-247-4L封装    TO-263-7L封装  有无驱动器源极引脚的差异及其效果  左下图是以往MOSFET的驱动电路,右下图是具有驱动器源极引脚的MOSFET的驱动电路。不同的是驱动电路的回流线的连接方式,以往MOSFET是连接到源极(Source)引脚,而具有驱动器源极引脚的MOSFET是连接到驱动器源极引脚(Driver Source)引脚,其源极是一个单独的电源(Power Source)引脚。此外,每个蓝色箭头表示开关工作中的电压。    如蓝色箭头所示,两者在开关工作中的电压是相同的。再次提一下,MOSFET被施加VG并导通后,ID增加,LSOURCE沿图中(I)的方向产生VLSOURCE。由于电流IG流入栅极引脚,因RG_EXT产生压降VRG_EXT(I)。  如上所述,两者产生的电压是一样的,但在以往MOSFET的情况下,VLSOURCE和VRG_EXT(I)被包含在导通时的驱动电路网中,因此MOSFET的导通工作所需的芯片上的电压VGS_INT会减少,最终导致导通速度降低。而在具有驱动器源极引脚的情况下,ID会流向电源(Power Source)引脚,不流向驱动器源极(Driver Source)引脚,这部分不包含在驱动电路网中,因此可以消除VLSOURCE对VGS_INT的影响。  如果具备驱动器源极引脚,则可以去掉项(=VLSOURCE),可以看出这部分电压不会影响VGS_INT。这就是驱动器源极引脚的效果,可以提高导通速度。
发布时间:2026-10-29 16:24 阅读量:418 继续阅读>>
海凌科丨<span style='color:red'>开关</span>电源常见故障排查:从“不工作”到“找到了原因”
  在工业控制柜和电子设备中,开关电源故障往往表现为一个简单的现象——设备不工作。但背后的原因可能千差万别,从外部供电到负载侧问题,再到电源模块自身损坏,排查顺序如果搞错了,很容易把时间浪费在错误的环节上。  一、常见故障类型  开关电源的故障大致可以分为四类。  第一类,无输出。上电后指示灯不亮,设备完全无电。这是最常见也最直观的故障现象。  第二类,输出电压异常。输出有电压,但偏离标称值,偏高、偏低或波动。这类故障隐蔽性更强,设备可能能工作但表现不稳定。  第三类,带载能力下降。空载时输出正常,一接负载电压就跌落或电源反复重启。这通常与电源的功率余量、负载特性或内部元件老化有关。  第四类,间歇性故障。设备时好时坏,运行一段时间后断电,冷却后又恢复。这类故障往往与温度、接触不良或保护电路触发有关。  二、故障原因分析  不同故障类型对应不同的原因方向。  无输出的排查顺序:先确认输入侧是否有电,检查保险丝是否熔断、接线端子是否松动。如果输入正常但输出为零,可能是电源内部开关管、整流元件损坏,或保护电路已触发关断。需要注意的是,部分电源在过压或过温保护后会关断输出,必须断电重启才能恢复。  输出电压偏低的常见原因:输入电压低于电源的最低启动电压,或输入线路压降过大;负载电流超过额定值导致电源进入限流或降额状态;输出端滤波电容老化,等效串联电阻增大,带载后纹波增大、平均电压下降。  带载能力下降的原因:电源长期在高温环境下运行导致内部电解电容容量衰减;散热不良使电源触发过温保护;负载中存在感性或容性冲击电流,超出电源的瞬态响应能力。  间歇性故障的原因:接线端子接触不良,在温度变化或振动下时通时断;电源内部焊点或元件存在热稳定性问题;环境温度超过电源的降额曲线范围,保护电路周期性触发。  三、排查步骤与注意事项  面对故障电源,建议按以下顺序排查,避免盲目拆解。  第一步,确认输入。用万用表测量输入端电压,确认在电源标称输入范围内。检查保险丝、断路器和接线端子。输入侧的故障占相当比例,先排除这一步能省下大量时间。  第二步,断开负载测量输出。将负载断开,测量电源空载输出电压。如果空载正常、带载异常,问题可能在负载侧或电源的带载能力;如果空载也不正常,问题在电源本身或输入侧。  第三步,检查负载。确认负载总功率是否超过电源额定功率,是否存在短路或漏电。感性负载在启动瞬间的冲击电流可能触发电源保护,必要时可分批上电或增加软启动措施。  第四步,观察散热与环境。检查电源的安装间距是否符合要求,散热器是否积尘,环境温度是否超出降额范围。电源长期高温运行会加速电容老化,这是带载能力下降的常见原因。  需要特别提醒的是,开关电源内部存在高压电容,断电后仍可能残留电荷。非专业人员不建议拆开外壳检修,以免发生触电危险。电源类产品通常提供保修服务,正常使用损坏可直接联系厂家处理,比自行拆解更稳妥。  四、总结  很多故障的根源在选型阶段就已埋下。功率余量留得太小、输入电压范围选得太窄、散热空间考虑不足,都会在后期以故障的形式暴露出来。  以海凌科NDR系列导轨电源为例,该系列覆盖75W至480W四个功率档,支持90-264Vac全范围交流输入,兼容127-370Vdc直流输入,采用金属外壳自然风冷。选型时按负载功率留20%余量、确认输出电压档位、核对工作温度降额范围,基本可以避开常见的选型陷阱。该系列具备短路、过负载、过电压、过温度保护,其中过负载采用恒流模式,负载异常条件移除后可自动恢复。  日常维护方面,定期清理电源散热器和通风口的积尘、检查接线端子是否松动、确认柜内温度在电源工作范围内,这三项工作能减少相当比例的故障发生。
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发布时间:2026-10-28 13:43 阅读量:291 继续阅读>>
AMEYA360代理丨ROHM SiC驱动技术篇:低边 SiC <span style='color:red'>开关</span>开通 / 关断时,栅源电压如何优化?
  本文将详细介绍SiC MOSFET在LS导通时的动作情况和LS关断时的动作情况。  SiC MOSFET低边开关导通时的Gate-Source间电压的动作  当SiC MOSFET的LS导通时,首先ID会变化(下述波形示意图T1)。此时LS的ID沿增加方向、HS的ID沿减少方向流动,受下述等效电路图中所示的事件(I)影响,在图中所示的极性产生公式(1)的电动势。公式(1)与上一篇文章中使用的公式相同。该电动势引起的电流将源极侧作为正极对CGS进行充电,因此在LS会将VGS向下推,在HS会将VGS向负极侧拉,使之产生负浪涌(波形示意图VGS的T1)。  当ID的变化结束时,LS的VDS的电位降低(波形示意图T2)。所以,公式(2)中的电流就像等效电路图中的(II)-1、(II)-2那样流动,并且VGS会分别引发下列公式(3)、(4)中的电压上升。  VDS刚刚开始变化后,公式(3)的VGS上升为主,随着时间的推移,公式(4)的VGS也开始上升。也就是说,MOSFET的CGD/CGS比、驱动电路的RG_EXT、栅极驱动信号图形布线的电感值LTRACE具有很大影响。  如等效电路图所示,HS中的(II)-2的电流ICGD2处于VGS提升方向。因此,本来应该处于OFF状态的HS因VGS的提升而开始了导通工作。这种现象称为“误启动”。当HS发生误启动时,就会与LS的导通工作重叠,致使HS和LS的MOSFET同时导通,从而引发直通电流。  ICGD2会持续流动到LS的导通工作结束,并被积蓄在LTRACE中,但会在VSW变化结束的时间点消失,LTRACE产生电动势。这就是事件(III)。受RG_EXT等开关条件影响,ICGD2可能会达到几安培,并且该电动势可能会增加。  受上述事件(I)、(II)、(III)的影响,LS导通后的Gate-Source电压呈现出波形示意图中所示的动作。波形示意图和等效电路图的相同编号表示同一事件。另外,图中VGS的虚线波形表示理想的波形。  外置栅极电阻的影响  下面是SiC MOSFET桥式结构的LS导通时的双脉冲测试结果。(a)波形图的外置栅极电阻RG_EXT为0Ω,(b)为10Ω。图中的(I)、(II)、(III)同前面相应编号的事件。  VDS刚刚开始变化后,公式(3)的VGS上升为主,随着时间的推移,公式(4)的VGS也开始上升。也就是说,MOSFET的CGD/CGS比、驱动电路的RG_EXT、栅极驱动信号图形布线的电感值LTRACE具有很大影响。  如等效电路图所示,HS中的(II)-2的电流ICGD2处于VGS提升方向。因此,本来应该处于OFF状态的HS因VGS的提升而开始了导通工作。这种现象称为“误启动”。当HS发生误启动时,就会与LS的导通工作重叠,致使HS和LS的MOSFET同时导通,从而引发直通电流。  ICGD2会持续流动到LS的导通工作结束,并被积蓄在LTRACE中,但会在VSW变化结束的时间点消失,LTRACE产生电动势。这就是事件(III)。受RG_EXT等开关条件影响,ICGD2可能会达到几安培,并且该电动势可能会增加。  受上述事件(I)、(II)、(III)的影响,LS导通后的Gate-Source电压呈现出波形示意图中所示的动作。波形示意图和等效电路图的相同编号表示同一事件。另外,图中VGS的虚线波形表示理想的波形。  外置栅极电阻的影响  下面是SiC MOSFET桥式结构的LS导通时的双脉冲测试结果。(a)波形图的外置栅极电阻RG_EXT为0Ω,(b)为10Ω。图中的(I)、(II)、(III)同前面相应编号的事件。  dVDS/dt带来的LS的VGS上升和HS的VGS负浪涌(波形示意图T4)是事件(IV)。  波形示意图的T4周期结束时,公式(1)所示的ICGD1消失时发生的浪涌是事件(V)。公式(1)与之前使用的公式相同。  然后,漏极电流发生变化(波形示意图T6),并发生公式(2)所示的LSOURCE引起的电动势,电流如等效电路的事件(VI)中所示流动。公式(2)也与之前使用的公式相同。  可以看出的动作是,由于该电流以源极侧为负极向MOSFET的CGS充电,因此在HS侧将VGS推高,在LS侧将VGS向正极侧拉升,以防止VGS下降。结果就产生了波形示意图所示的VGS动作。波形示意图中VGS的虚线表示理想的电压波形。  外置栅极电阻的影响  下面是SiC MOSFET桥式结构的LS关断时的双脉冲测试结果。(a)波形图的外置栅极电阻RG_EXT为0Ω时,(b)为10Ω。图中的(IV)、(V)、(VI)即前面提到的事件。  如波形图所示,可以看到事件(V)的浪涌非常明显。  尽管由VDS的变化引起的事件(IV)的影响很小,但由于HS中事件(IV)引起的负浪涌常常会超过额定值,在这种情况下,就需要对电路采取相应的措施。要想减少这种关断时的HS负浪涌,需要减小HS栅极电阻RG_EXT。然而,需要注意的是,在前文介绍过的常用栅极电阻调节电路中,事件(IV)在电阻值高的RG_ON侧较为突出。  关于由事件(VI)引起的VGS抬升,由于该时刻正好在关断(Turn-off)结束之前,所以即使HS进入导通(Turn-on)动作,SiC MOSFET桥式结构的LS也已经被关断,几乎不会造成什么问题。
发布时间:2026-10-28 13:22 阅读量:380 继续阅读>>
AMEYA360代理丨ROHM 实战篇:通过驱动器源极引脚改善<span style='color:red'>开关</span>损耗—传统的MOSFET驱动方法
  MOSFET和IGBT等功率开关器件被广泛应用于各种功率转换应用中。需要尽可能地降低MOSFET和IGBT等开关器件产生的开关损耗和传导损耗,但不同的应用其降低损耗的方法也不尽相同。  近年来,出现了一种可以改善损耗的方法,那就是带有驱动器源极引脚(所谓的开尔文源极引脚)的新封装。在“通过驱动器源极引脚改善开关损耗”系列文章中,将为您介绍功率开关产品封装具有驱动器源极引脚的效果以及使用注意事项。  传统的MOSFET驱动方法  MOSFET和IGBT等电源开关器件被广泛应用于各种电源应用和电源线路中。需要尽可能地降低这种开关器件产生的开关损耗和传导损耗,但不同的应用其降低损耗的方法也不尽相同。近年来,发现有一种方法可以改善MOSFET和IGBT等的开关损耗问题,那就是带有驱动器源极引脚(所谓的开尔文源极引脚)的新封装。在本文——“通过驱动器源极引脚改善开关损耗”中,将介绍功率开关产品具有驱动器源极引脚的效果以及使用注意事项。  传统的MOSFET驱动方法  为了便于对驱动器源极引脚进行说明,我们先来了解一下传统的MOSFET驱动方法。  MOSFET通常为电压驱动型,通过开/关栅极引脚的电压来控制开关工作。下面是传统TO-247N封装(3引脚)MOSFET的常见栅极驱动电路示例。  驱动电源VG和MOSFET的栅极引脚Gate之间连接外置电阻RG_EXT,用来控制开关速度,但驱动电路中含有PCB版图的电感LTRACE和MOSFET源极引脚Source的封装电感LSOURCE,因此这个参数是需要好好考虑的重要项目。栅极引脚的封装电感包含在LTRACE中,而漏极引脚Drain的电感LDRAIN不包含在栅极驱动电路中,因此在这里省略。  由于该驱动电路的具体工作是很基本的而且是常见的,因此在此省略相应的介绍,但需要注意的是,由于流过漏极和源极间的漏极电流ID的变化,LSOURCE中会产生电动势VLSOURCE,这一点在以往的开关速度下很容易被忽略。下面是驱动电路的开关工作中的电压施加情况:  MOSFET被施加VG并导通后,ID増加,LSOURCE沿图中(I)的方向产生VLSOURCE。另一方面,由于电流IG流入栅极引脚,因此在RG_EXT上会产生压降VRG_EXT(I)。这些电压包含在导通时的驱动电路网中,如公式(1)所示,它们使MOSFET的导通动作所需的芯片上的电压VGS_INT减少,最终导致导通速度下降。LTRACE也会产生电动势,但因其非常小而在此省略。  关断时也是同样的原理,由于公式(1)中的IG和dID/dt为负,因此使RG_EXT和LSOURCE电压上升(II),VSG_INT增加,导致关断速度下降。  一般来讲,电源开关元器件的LSOURCE为几nH到十几nH,加上当dID/dt达到几A/ns时可能会产生10V以上的VLSOURCE,这些将对MOSFET开关工作产生很大的影响。  驱动器源极引脚是通过消除VLSOURCE的影响来改善MOSFET开关速度的。
发布时间:2026-10-27 14:10 阅读量:393 继续阅读>>
帝奥微推出高压、超低导通阻抗单刀单掷模拟<span style='color:red'>开关</span>—DIO1317
  背景:传统智能手机的听筒和扬声器通常采用两个独立的声学器件,分别用于语音通话和多媒体音频播放。随着智能手机不断向轻薄化、高集成度和高性能方向发展,手机内部空间日益紧张,传统的独立声学器件设计对整机空间布局提出了更高要求。  为优化内部空间利用率,听筒与扬声器二合一的设计方案逐渐被手机厂商采用,通过复用声学器件实现听筒模式与扬声器模式的切换,在节省空间的同时提升系统集成度。  在听筒与扬声器二合一方案中,由于两种工作模式对负载阻抗的要求不同,模式切换时可能出现阻抗不匹配的问题,从而引入电流音、杂音等异常音频。因此,如何实现不同音频模式下的阻抗匹配,同时保证低失真和高质量的音频信号传输,成为该方案设计中的关键。  针对这一应用需求,帝奥微推出高压、超低导通阻抗单通道单刀单掷模拟开关DIO1317。该产品支持-16V至+20V宽范围正负音频信号传输,具有77mΩ超低导通电阻、1.5A连续电流能力及优异的低失真性能,可用于高压音频信号通路切换及阻抗匹配设计,帮助优化听筒与扬声器二合一方案的音频表现。  DIO1317采用2.3V至5.5V单电源供电,支持1.2V GPIO控制,并提供DFN1.2×1.5-6超小封装,可广泛应用于智能手机、HiFi音频系统及其他高压模拟信号切换场景。  实际应用中,在扬声器模式下,DIO1317处于导通状态,需要传输来自Smart PA的高压高频PWM方波。这种应用场景不仅要求开关具有超低导通阻抗,还需要具备优异的高频信号跟随能力,使输出波形能够准确跟随输入,尽可能减小信号边沿畸变、幅度损失及传输延迟。  图3:DIO1317输入±10V/1MHz、输出测试图  在听筒模式下,DIO1317处于关断状态,它具备优异的隔离功能,能有效隔离Smart PA产生的高压高频PWM方波,避免信号通过开关耦合至输出端,尽可能抑制PWM方波耦合所引起的输出尖峰与干扰,避免影响听简模式下的音频表现。  DIO1317具有仅77mΩ的典型导通电阻,支持高达1.5A的连续电流传输能力。超低导通阻抗能够有效降低模拟信号通路中的导通损耗,尤其适用于需要较大电流驱动能力的音频信号切换应用。同时,DIO1317的典型导通电阻平坦度仅为1mΩ,有助于降低因导通阻抗随信号电压变化而引入的非线性失真,提升模拟信号传输质量。  图4:DIO1317导通内阻图  传统低压模拟开关通常受到供电轨限制,难以直接传输超出电源电压范围的模拟信号。DIO1317内部集成电荷泵及驱动电路,通过内部升压驱动架构,为模拟开关提供所需的栅极驱动能力,从而支持超出供电轨的正负模拟信号传输。  图5:DIO1317内部架构图  DIO1317在2.3V至5.5V单电源供电条件下,DIO1317即可支持-16V至+20V范围内的正负模拟信号传输,为高摆幅音频信号提供了更加灵活的设计方案。  图6:DIO1317通道耐压范围图  帝奥微作为国内领先的模拟芯片企业,始终以技术创新为驱动,以客户需求为导向,持续深耕高性能模拟及混合信号芯片领域。未来,帝奥微将持续加大研发投入,不断推出高性能、高可靠性、高集成度的创新产品,进一步完善信号链及电源管理产品布局,为客户提供更具竞争力的芯片产品与系统解决方案!
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发布时间:2026-10-26 09:47 阅读量:276 继续阅读>>
AMEYA360代理丨ROHM SiC驱动技术篇:桥式电路的<span style='color:red'>开关</span>产生的电流和电压
  在上一篇文章中,对SiC MOSFET桥式结构的栅极驱动电路的导通(Turn-on)/关断( Turn-off)动作进行了解说。本文将介绍在SiC MOSFET这一系列开关动作中,SiC MOSFET的VDS和ID的变化会产生什么样的电流和电压。  下面的电路图是SiC MOSFET桥式结构的同步式boost电路,LS开关导通时的示例。电路图中包括SiC MOSFET的寄生电容、电感、电阻,HS和LS的SiC MOSFET的VDS和ID的变化带来的各处的栅极电流(绿色线)。  ID的变化dID/dt所产生的电压  ID的变化将会产生下述公式(1)所示的电压。  这是由于存在于SiC MOSFET源极的寄生电感中流过ID而产生的电压,是由电路图中的(I)引起的。该电压会使电流(I’)流过。  VDS的变化dVDS/dt所产生的电流  以HS为例,当SiC MOSFET关断、VDS变化时,Gate-Drain寄生电容CGD中会流过电流ICGD。如电路图所示,该电流分为Gate-Source寄生电容CGS侧流过的电流ICGD1:(II)-1和栅极电路侧流过的电流ICGD2:(II)-2。当VDS开始变化时,栅极电路侧的阻抗较大,因此大部分ICGD都在CGS侧,此时的ICGD1如公式(2)所示。  从公式可以看出,当CGD较大时或CGD/CGS的比值变小时,ICGD1会增加。  dVDS/dt和dID/dt既可以为正也可以为负,所以因它们而产生的电流和电压的极性在导通(Turn-on)和关断(Turn-off)时是不同的。在下一篇文章中将会进一步详细解说。  AMEYA360作为ROHM官方授权代理商,可提供上述全系列SiC器件的选型参考、样品申请、现货供应及配套技术支持,助力工程师快速完成SiC方案评估与落地。欢迎联系Ameya获取更多ROHM SiC产品信息与支持。
发布时间:2026-10-22 10:05 阅读量:457 继续阅读>>

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