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通過驅動器源極引腳改善開關損耗-電路板布線布局相關的注意事項

李麒銘 ? 來源:testd27 ? 作者:testd27 ? 2023-02-09 10:19 ? 次閱讀

本文的關鍵要點

?由于具有驅動器源極引腳的TO-247-4L封裝和不具有驅動器源極引腳的TO-247N封裝的引腳分配不同,因此在圖案布局時需要注意。

?TO-247-4L在與柵極驅動器連接時,由于引腳分配的原因,布線一定會交叉,無法將它們配置在同一個面上,因此OUT信號和GND2信號會形成2個環路,根據環路面積及其比例會產生浪涌。

?作為對策,需要盡可能地減小環路面積,并使環路(1)和環路(2)的面積相等。另外,還需要考慮增加一個基本的浪涌抑制電路乃至緩沖電路。

在本文中,我們將探討具有驅動器源極引腳的TO-247-4L封裝產品的電路板布局布線相關的注意事項。由于TO-247-4L的引腳分配與傳統封裝不同,因此需要注意布局布線。

具有驅動器源極引腳的TO-247-4L的電路板布局布線注意事項

如“有驅動器源極引腳的封裝”一文中所述,具有驅動器源極引腳的TO-247-4L的引腳分配不同于傳統的TO-247N。在這里再次給出傳統TO-247N、有驅動器源極引腳的TO-247-4L以及TO-263-7L的引腳分配圖。

poYBAGPbis-AcJ8KAAChY6A1rZA285.png

TO-247-4L的柵極引腳在面對印標面的最右側,而傳統的TO-247N封裝的柵極引腳則位于最左側。MOSFET通常由驅動器IC驅動,但大多數驅動器IC的引腳分配都是適合傳統TO-247N封裝的分配形式。下面是使用ROHM驅動器IC BM61S40RFV-C時的MOSFET接線圖示例。

pYYBAGPbitCAYgX1AAFf1ZjkTps742.png

在TO-247N的情況下,MOSFET的驅動信號OUT和Return信號GND2與柵極引腳和源極引腳的排列順序相同,因此可以在同一個面上并行走線。

而TO-247-4L封裝則是柵極引腳和驅動器源極引腳的排列與驅動IC的引腳排列相反,如圖所示,布線一定會交叉,無法配置在同一個面。因此,如圖所示,OUT信號和GND2信號形成了兩個環路,需要注意環路區域(1)和(2)的面積比。

通常,TO-247-4L封裝的MOSFET被用于dID/dt值較大的環境。當其電流變化引起的磁通量變化(dΦ/dt)與該環路面積正交時,就會產生與驅動電路的環路面積成正比的電動勢。并且,在MOSFET的柵極和源極之間的某些環路面積比例下,電壓值有時會達到可能引發正浪涌和負浪涌等問題的程度。因此,需要使OUT信號和GND2信號形成的環路面積盡可能小,并要使環路(1)和環路(2)的面積相等。

TO-263-7L封裝的引腳分配與TO-247N相同,因此不能形成TO-247-4L那樣的兩個環路,所以可以采用與傳統相同的方法進行布線。不過,由于ROHM的驅動IC在驅動信號OUT引腳的兩側(引腳1 和引腳5)配有GND2引腳,因此即便是TO-247-4L封裝,也可以使用與傳統封裝一樣的方法進行布線。

另外,在之前的一些文章中曾經建議過增加VGS浪涌抑制電路,但是即便如此,受VDS關斷時的振鈴影響,VGS浪涌仍然可能超過VGS額定值。在這種情況下,可以通過降低來自HVdc的布線阻抗或對各MOSFET增加緩沖電路等抗浪涌對策,來將VGS浪涌抑制在額定范圍內。關于如何設計緩沖電路,請參考應用指南“緩沖電路的設計方法”。

審核編輯:湯梓紅

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