耗尽型MOSFET激励电源上电

技术分类: 电源技术  | 2008-03-31
Gregory Mirsky, Milavia International, Buffalo Grove, IL

  许多开关型电源用“按键上电”电路使其脱机运转初始化。这些电路简单的由电阻(如 International Rectifier公司的IRIS4015)实现,复杂的由双极晶体管MOSFET实现(参考文献1)。这些晶体管为反激变换器或PFC(功率因数校正)IC提供初始电流。当这些电源用正常模式开始工作时,专用线圈的电压持续给PFC芯片供电,从而减小了激励上电电路的功耗。

  这类方案能够减少激励上电电路的功耗,但不能彻底消除,因为有源器件通常是高压双极晶体管或高压增强型MOSFET。这些晶体管的基极或栅极,相对于正常工作的射极或源极应该为正向偏压。因此,电源损耗一般发生在使晶体管保持断开状态的电路中。不幸的是,工程师极少关注耗尽型MOSFET,其正常工作中不需要正向偏压,且栅极电压需低于源极。耗尽型MOSFET的这些优势使其充当电源在激励上电电路中无消耗的角色。

图1耗尽型高压MOSFET为PFCIC提供了一个按键上电电路在正常运行时MOSFET关闭只消耗极少的功耗


  图1显示了常用PFC电路,它的IC最初通过Supertex 公司的DN2470,即耗尽型MOSFET Q2,接收输出端能量(参考文献2)。根据IC模型,Q2的源极向PFC的IC1提供约10mA ~ 15mA或更少的初始电流。短时间能量消耗约4W ~ 6W,不会对焊接到铜覆的MOSFET造成损害。如果担心MOSFET的安全,可以使用Ixys公司的IXTY02N50D(参考文献3)。电阻R3和R4建立Q2的工作点,达到所需的最小电流。对18V输入电压,齐纳二极管D5通过IC1限制电压到约15V,这通常对大多数PFC IC是必要的,且小于MOSFET Q2的最大值。

参考文献
1.“IRIS4015(K) Integrated Switcher,” Data Sheet No. PD60190-C, International Rectifier,
www.irf.com/product-info/datasheets/data/iris4015.pdf.
2.“DN2470 N-Channel Depletion-Mode Vertical DMOS FET,” Supertex Inc.,
www.supertex.com/pdf/datasheets/DN2470.pdf.
3. “High Voltage MOSFET: IXTP 02N50D, IXTU 02N50D, IXTY 02N50D,” Ixys,
http://ixdev.ixys.com/DataSheet/98861.pdf.

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