MOS管并联使用

使用功率 MOSFET 进行设计

在大电流应用中并联 MOSFET

关于解决多个MOSFET并联电路里有个别MOS炸管的详解

因为MOS导通后存在RDS(on) ,如果需要减少MOS耗散,除了选更小RDS(on) 的MOS,还可以几个MOS并联来降低RDS(on) 。
并联MOS又分两种:负载开关和开关模式。

负载开关

主要指MOS管当成开关的应用,如启动、安全开关和电子保险丝,例如电池隔离开关。MOSFET 需要打开一次,并将保持完全打开,直到系统关闭。

这种应用直接把MOS并联就行。因为 RDS(on) 具有正温度系数。可以实现电流平衡,因为如果一个器件由于其 RDS(on) 低于其并联器件而会传导更多电流,则其管芯温度就会升高,从而提高其RDS(on) 并因此实现电流平衡。

开关模式

在开关条件下,实现并联会更加困难,随着频率的增加,更是如此。

这是因为动态效应在每次导通和关断工作期间都会发挥作用,这可能会使一个器件比其他器件承受更大的压力。以下器件参数的错误匹配会影响开关期间的电流分配和功耗:栅极阈值 (VTH)、跨导 (gfs) 栅源电容 (CGS)、米勒电容 (CGD) 和体二极管恢复 (Qrr),以及 RDS(on)。

如果部件匹配不当,一个器件可能会在开关期间承载大部分电流,这可能会超出SOA 限制。应特别注意功率和热稳定性限制。除此之外,前面描述的热平衡机制需要一些时间才能达到平衡,而当快速开关时,这不可能实现。在并联应用中,设计人员应查看数据手册中上述参数的公差,因为更严格的公差控制可以实现更好的动态平衡。

在 PCB 布局中,栅极回路和电流回路电感需要尽可能保持一致。电路布局应尽可能保持对称,以保持并联MOSFET 中的电流均衡。并联器件的栅极可以通过放置在栅极连接上的小铁氧体磁珠去耦,或者通过与每个栅极串联的单个电阻去耦,以防止寄生振荡。

栅极驱动电路的设计也很关键。由于当第一个 MOSFET 导通时,并联 MOSFET 不太可能同时导通或关断,因此在源极节点处会出现快速电压摆动。这可以通过较慢并联器件的 CGD 耦合,并在共享栅极连接处产生电压尖峰。这会在 MOSFET 快速导通和关断时产生振荡,可能会损坏 MOSFET 和栅极驱动器。为防止出现这种情况,每个并联 MOSFET 都应有自己的栅极驱动网络,放置在栅极和栅极驱动器的共享连接点之间。
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