耗尽型MOSFET用于浪涌电流阻尼电路

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耗尽型MOSFET用于浪涌电流阻尼电路

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切调光切相时，会产生大量浪涌电流，如图1。

图1. 浪涌电流

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：

1.     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。

图2. 采用功率电阻抑制流涌电流

2.     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。

图3. 采用有源阻尼电路抑制浪涌电流

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。

3.     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RDSON，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。

图4. 采用耗尽型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：

                                       （1）

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。

成都方舟微电子提供的低阈值电压的耗尽型功率MOSFET 4523D，为高效抑制浪涌电流提供了解决之道。4523D耗尽型MOSFET，产品击穿电压BVDSS超过450V，导通电阻RDSON最大值仅2.2Ω，阈值电压VGS(OFF)为-2.4V～-1.2V，是抑制浪涌电流应用的首选产品。

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zwei99999999

受教了