ARK方舟微：方案更简、价格更优，采用 DMD4523E 耗尽型MOSFET抑制浪涌电流

发布时间：2025-11-17 14:19
作者：AMEYA360
来源：ARK
阅读量：477

　　在单极可控硅调光LED驱动电路中，由于没有bulk电容的储能，当调光器启动时或可控硅前沿调光切相时，会产生大量浪涌电流，如图1。

　　浪涌电流或尖脉冲电流是有害的，可能会使调光失败甚至损坏调光器。抑制浪涌电流有以下几种方法。

ARK方舟微：方案更简、价格更优，采用 DMD4523E 耗尽型MOSFET抑制浪涌电流

　　采用功率电阻

　　如图2，采用功率电阻R1来抑制浪涌电流是最简单的方式。功率电阻抑制了浪涌电流，但同时对反激电路输入电流也造成了限制。并且功率电阻(通常10Ω)的功率损耗较高，导致电路效率降低。即便功率电阻为100Ω，峰值电流仍然超过2.0A。

ARK方舟微：方案更简、价格更优，采用 DMD4523E 耗尽型MOSFET抑制浪涌电流

　　采用有源阻尼电路

　　抑制浪涌电流另一种方法是采用有源阻尼电路，如图3。采用有源阻尼电路在大幅度地降低尖峰电流的同时，还可以大幅减少功率损耗。

　　当调光器启动时，MOSFET Q4还处于关断状态，电流从电阻R1流过，因此能够有效地控制浪涌电流。当尖峰电流过后，Q4导通，电流从Q4通过，由于Q4具有非常低的导通电阻，因此电路的损耗非常低。这种方式的优点是不仅有效地抑制了浪涌电流，同时也具有很低的功率损耗。不足点是电路较为复杂并且成本高。

ARK方舟微：方案更简、价格更优，采用 DMD4523E 耗尽型MOSFET抑制浪涌电流

　　采用耗尽型MOSFET

　　一个更简单且成本更低廉的抑制浪涌电流的方法是使用耗尽型MOSFET Q4，如图4。Q4与电阻R1串联。当调光器启动时，产生浪涌电流，由于流经电阻R1的电流增大，这使Q4的栅极到源极的电压VGS变大，Q4的导电沟道变窄从而起到抑制浪涌电流的作用。浪涌电流过后，Q4的VGS变小使导电沟道变宽。由于Q4具有较低的VGS(OFF)值以及非常小的RDS(ON)，同时串联电阻R1的电阻也非常小，因此电路功率损耗非常小。

ARK方舟微：方案更简、价格更优，采用 DMD4523E 耗尽型MOSFET抑制浪涌电流

　　由于电流值ID由耗尽型MOSFET Q4和串联电阻R1共同决定。当选定了耗尽型MOSFET的型号后，串联电阻R1的大小就非常重要，式(1)给出了计算串联电阻方法：

　　式中，R为串联电阻R1的电阻值;VGS(OFF)为耗尽型MOSFET的阈值电压;ID为流过耗尽型MOSFET漏-源极的电流;IDSS为当栅极电压为0V时耗尽型MOSFET漏-源极的饱和电流。

　　ARK(方舟微)提供的低阈值电压的耗尽型功率MOSFET DMD4523E，为高效抑制浪涌电流提供了解决之道。DMD4523E耗尽型MOSFET，产品击穿电压BVDSX超过450V，导通电阻RDS(ON)最大值仅2Ω，阈值电压VGS(OFF)为-4V～-1.7V，是抑制浪涌电流应用的首选产品。


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　　01 产品简介　　DMB16C20A是ARK(方舟微)推出的一款高压、低导通电阻、大电流的耗尽型MOSFET，具有常通特性。该产品采用TO-263封装，具有高功率耗散，连续功耗可达230W。因产品的亚阈值特性及高载流能力，其广泛应用于大电流场景的过流保护及浪涌抑制。　　02 产品特性　　· 低导通电阻：导通电阻仅80mΩ　　· 高载流能力：饱和电流达16A以上，适用于大电流应用　　· 高功率耗散：连续功耗可达230W　　· 完美替代：IXYS-IXTT16N20D2　　03 应用领域　　· 保护电路、抑制浪涌电流　　· 音频放大器　　· 恒流源　　· 斜坡发生器　　· 电流调节器　　· 常闭开关　　04 典型应用电路及原理　　DMB16C20A可作为常通开关对电容电荷进行泄放，当需要断开时使用负电荷泵或者光MOS驱动器给栅极提供负电压，超过阈值电压即可关闭。　　如图2所示为DMB16C20A的典型应用，仅使用2颗耗尽型MOSFET+电阻R构成双向保护电路，就能限制流过负载回路的电流大小，还可有效抑制电路浪涌，为负载回路提供过流保护。电路可通过的最大电流IOUT(Max.)与DMB16C20A的阈值电压VGS(OFF)及R的阻值相关，IOUT(Max.)≈|VGS(OFF)|/R。该系列MOSFET响应速度快，电路结构简单、成本低。　　05 DMB16C20A的典型应用方案　　Ø 电子雷管电容电荷泄放电路的应用　　电子雷管控制电路由充电电路、起爆电路和放电电路组成，其工作原理如下：　　充电电路：通过电容(C)储存能量，为电子雷管起爆提供瞬时大电流。通过控制器驱动PMOS管Q1实现电容充电开关控制，由电容C实现充电储能。　　起爆电路：将电容储存的能量瞬间释放，引爆雷管。核心部件为NMOS管Q3，通过点火指令驱动NMOS管Q3导通。　　泄电电路：泄放电容电荷，防止静电积累引发误触发。主要由光MOS驱动及耗尽型MOS管组成常闭继电器，断电时耗尽型MOS管开通，自动泄电，防止电容C静电积累。　　Ø 半导体测试设备应用　　在一些应用中，采用自恢复保险丝作为过流浪涌抑制保护，当后级电路出现损坏或短路，该保护电路不能立刻断开电源，需要等待自恢复保险丝升温，直到电阻足够大时才断开接触，起到保护作用。在此期间电路的过载电流还会持续对电路产生破坏。通过DMB16C20A构成的过流保护电路，其过流保护反应灵敏，反应时间短，能够快速过滤浪涌电压和电流以防止过载电流对电路的损坏。
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　　01 产品简介　　AKP10M60R是ARK(方舟微)推出的一款高压、可开关的电流调节器，阳极和阴极间具备高达600V击穿电压和1~100mA电流输出能力。该器件可以通过外部电阻R灵活的设定电流值，并支持通过栅极电压(VG)进行开关控制。　　AKP10M60R具备优异的瞬态抑制能力，可有效抵御电流/电压冲击，确保稳定输出。该器件尤其适用于工业控制、汽车电子等严苛电磁环境，保障系统可靠运行。　　02 产品特性　　· 产品类型：高压电流调节器。　　· 高压能力：击穿电压600V，适用于高压环境。　　· 电流可编程：通过外部电阻R灵活设定输出电流。　　· 高功率耗散：连续功耗可达40W。　　· 可开关控制：支持通过栅极电压实现电流源的开启与关闭。　　03 应用领域　　· 开关电源(SMPS)启动电路　　· 高稳定性电压源　　· 限流器和过压保护装置　　· 快速恢复可复位保险丝　　· 软启动电路　　04 典型应用电路及原理　　如图2所示，AKP10M60R的输入端A可承受高达600V电压。相较于几十伏的常规输入或300V的整流市电，此耐压值提供了宽裕的余量。同时，其负反馈机制确保了输出电流的恒定，使器件能有效抑制浪涌电流与电压瞬变，具备优异的抗瞬态能力。　　输出电流的调节取决于电流调节电阻R，可以灵活地配置稳定的输出电流。也可直接在G-K上直接施加负电压，使得AKP10M60R完全关断。　　05 AKP10M60R的典型应用方案　　Ø 高压电机驱动电路应用　　对于感性负载的应用，AKP10M60R能有效的抑制感性负载产生的瞬态脉冲，同时也能有效地简化电路，提高应用的性价比。　　Ø 车载电器应用　　对于多媒体娱乐等车载电子应用，AKP10M60R能有效地抵御汽车各种电机的启停而产生的高达数百伏的瞬态脉冲对应用产品的干扰或破坏，同时也能有效简化电路。　　Ø LED驱动(可调光)　　如图5所示，采用高压调节器AKP10M60R可简便构建LED恒流驱动电路。前端由220V市电经整流滤波得到310V直流电压，后级由AKP10M60R与电阻R构成恒流源，为LED提供稳定驱动。通过调节电阻R即可轻松实现模拟调光，与PWM调光相比，此方案能有效避免可闻噪声。　　该LED驱动方案抗瞬态能力强;电路结构简单，系统成本低;输入电压范围极宽，可以直接联接到整流后的市电;另外，通过控制电阻R的阻值，可以进行模拟调光。
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