MOSFET驱动电路与EMI的资料介绍
功率mosfet通常由pwm或其它模式的控制器ic内部的驱动源来驱动，为了提高关断的速度，实现快速的关断降低关断损耗提高系统效率，在很多acdc电源、手机充电器以及适配器的驱动电路设计中，通常使用图1的驱动电路，使用合适的开通和关断电阻，并使用栅极下拉的pnp管。一些大功率acdc电源有时为了提高驱动能力，外部会使用二个对管组成的图腾柱。
图1：常用栅极驱动电路
图1的驱动电路的特点：
（1）实现快速的关断，降低关断损耗；
（2）减小桥式电路在下管关断、上管开通过程中，dv/dt和crss在下管栅极产生的感应电压，从而防止下管栅极误触发导通，避免上、下管的直通短路。
图1的驱动电路驱动平面结构和前一代超结结构的功率mosfet，可以在各种性能之间取得非常好的平衡，但是，新一低超结结构的功率mosfet的开关速度非常快，因此，使用这样的驱动电路，会产生较大的dv/dt和di/dt，从而对emi产生影响。
采用aod600a70r，其中，r1=150，r2=10，r3=10k，分别在输入120v&60hz、264v&50hz，输出11v/4a&44w条件下测量关断波形，如图2所示。
（a） 关断波形，120v&60hz
（b） 关断波形，264v&50hz
图2：采用图1驱动电路的关断波形
电视机板上acdc电源、电脑适配器等由于具有足够的空间，因此，快的开关速度实现高效的同时，可以通过调整系统输入端的滤波器实现emi的性能。手机快速充电器内部的空间极其有限，因此，很难通过大幅调整前端的输入滤波器来保证emi的性能，这种情况下就需要优化驱动电路来改善系统的性能。当然，优化驱动电路对于acdc电源、电脑适配器，同样可以提高emi性能。
新一低的超结结构的功率mosfet的coss和crss强烈的非线性特性导致快速的开关特性，那么，就需要通过外部栅极-漏极、漏极-源极并联电容来改善其非线性特性。基于图1的驱动电路，外部并联栅极-漏极电容为11pf，如图3所示，然后测量关断波形，如图4所示。从图4的波形可以看到，外部并联栅极-漏极电容，可以降低di/dt ，但是对dv/dt的影响很小。从emi的测量结果来看，无法达到系统的要求。为了提高系统的安全性，图中栅极-漏极电容采用二颗高压陶瓷电容串联，c1=c2=22pf。
图3：外部并联栅极-漏极电容驱动电路
（a） 关断波形，120v&60hz
（b） 关断波形，264v&50hz
图4：采用图3驱动电路的关断波形
测试结果表明；栅极驱动的速度仍然非常快，为了实现开关速度、开关损耗和emi的平衡，去掉栅极的二极管和下拉pnp管，如图5所示。其中，r2=5.1，关断波形如图6所示。
图5：无三极管下拉栅极驱动电路
（a） 关断波形，120v&60hz
（b） 关断波形，264v&50hz
图6：使用图5驱动电路关断波形
基于图5的驱动电路，栅极-漏极外部并联11pf电容，c1=c2=22pf，如图7所示，测量波形如图8所示。
图7：无三极管下拉，外部并联栅极-漏极电容
（a） 关断波形，120v&60hz
（b） 关断波形，264v&50hz
图8：使用图7驱动电路关断波形
为了能够控制关断的dv/dt，漏极-源极需要并联外部电容，如图9所示。图9的电路中，加了一个二极管，这样，关断和开通可以使用不同的栅极电阻值，方便系统设计和调试优化。采用aod600a70r，其中，c1=c2=22pf，c3=47pf，r1=r2=5.1，关断波形如图10所示。
图9；优化emi的手机快充栅极驱动电路
（a） 关断波形，120v&60hz
（b） 关断波形，264v&50hz
图10：采用图9驱动电路的关断波形
分别在输入120v&60hz、264v&50hz，输出11v/4a&44w条件下，使用图3的驱动电路，测量相关的辐射。测量结果如图11所示，它们或者超标，或者达不到系统的裕量要求。图3电路即使在d、s并联电容，同样测试也过不了emi。
（a） 120v&60hz，水平
（b） 120v&60hz，垂直
（c） 264v&50hz，水平
（d） 264v&50hz，垂直
图11：使用图3驱动电路的emi测试结果
分别在输入120v&60hz、264v&50hz，输出11v/4a&44w条件下，使用图9的驱动电路，测量相关的辐射，测量结果如图12所示，这些结果都达到系统裕量的要求。
（a） 120v&60hz，水平
（b） 120v&60hz，垂直
（c） 264v&50hz，水平
（d） 264v&50hz，垂直
图12：使用图9驱动电路的emi测试结果
新一低的超结结构的功率mosfet应用于功率因素校正pfc以及一些要求高效、高功率密度电源，可以使用图9的驱动电路；如果其在pfc中使用多管并联，推荐使用图13电路。如果其应用于llc谐振变换器，使用图14的电路。
图13：pfc多管并联驱动电路
图14：llc谐振变换器驱动电路
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图1：常用栅极驱动电路
图1的驱动电路的特点：
（1）实现快速的关断，降低关断损耗；
（2）减小桥式电路在下管关断、上管开通过程中，dv/dt和crss在下管栅极产生的感应电压，从而防止下管栅极误触发导通，避免上、下管的直通短路。
图1的驱动电路驱动平面结构和前一代超结结构的功率mosfet，可以在各种性能之间取得非常好的平衡，但是，新一低超结结构的功率mosfet的开关速度非常快，因此，使用这样的驱动电路，会产生较大的dv/dt和di/dt，从而对emi产生影响。
采用aod600a70r，其中，r1=150，r2=10，r3=10k，分别在输入120v&60hz、264v&50hz，输出11v/4a&44w条件下测量关断波形，如图2所示。
（a） 关断波形，120v&60hz
（b） 关断波形，264v&50hz
图2：采用图1驱动电路的关断波形
电视机板上acdc电源、电脑适配器等由于具有足够的空间，因此，快的开关速度实现高效的同时，可以通过调整系统输入端的滤波器实现emi的性能。手机快速充电器内部的空间极其有限，因此，很难通过大幅调整前端的输入滤波器来保证emi的性能，这种情况下就需要优化驱动电路来改善系统的性能。当然，优化驱动电路对于acdc电源、电脑适配器，同样可以提高emi性能。
新一低的超结结构的功率mosfet的coss和crss强烈的非线性特性导致快速的开关特性，那么，就需要通过外部栅极-漏极、漏极-源极并联电容来改善其非线性特性。基于图1的驱动电路，外部并联栅极-漏极电容为11pf，如图3所示，然后测量关断波形，如图4所示。从图4的波形可以看到，外部并联栅极-漏极电容，可以降低di/dt ，但是对dv/dt的影响很小。从emi的测量结果来看，无法达到系统的要求。为了提高系统的安全性，图中栅极-漏极电容采用二颗高压陶瓷电容串联，c1=c2=22pf。
图3：外部并联栅极-漏极电容驱动电路
（a） 关断波形，120v&60hz
（b） 关断波形，264v&50hz
图4：采用图3驱动电路的关断波形
测试结果表明；栅极驱动的速度仍然非常快，为了实现开关速度、开关损耗和emi的平衡，去掉栅极的二极管和下拉pnp管，如图5所示。其中，r2=5.1，关断波形如图6所示。
图5：无三极管下拉栅极驱动电路
（a） 关断波形，120v&60hz
（b） 关断波形，264v&50hz
图6：使用图5驱动电路关断波形
基于图5的驱动电路，栅极-漏极外部并联11pf电容，c1=c2=22pf，如图7所示，测量波形如图8所示。
图7：无三极管下拉，外部并联栅极-漏极电容
（a） 关断波形，120v&60hz
（b） 关断波形，264v&50hz
图8：使用图7驱动电路关断波形
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图9；优化emi的手机快充栅极驱动电路
（a） 关断波形，120v&60hz
（b） 关断波形，264v&50hz
图10：采用图9驱动电路的关断波形
分别在输入120v&60hz、264v&50hz，输出11v/4a&44w条件下，使用图3的驱动电路，测量相关的辐射。测量结果如图11所示，它们或者超标，或者达不到系统的裕量要求。图3电路即使在d、s并联电容，同样测试也过不了emi。
（a） 120v&60hz，水平
（b） 120v&60hz，垂直
（c） 264v&50hz，水平
（d） 264v&50hz，垂直
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（a） 120v&60hz，水平
（b） 120v&60hz，垂直
（c） 264v&50hz，水平
（d） 264v&50hz，垂直
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图13：pfc多管并联驱动电路
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