耗尽型MOSFET应用于开关电源启动电路

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耗尽型MOSFET应用于开关电源启动电路

常用的反激式开关电源中，由变压器附加绕组给PWM控制IC供电，在电路启动阶段，由于附加绕组还没有电压输出，因此不能给控制IC提供最初的电源，这时就需要启动电路来对控制IC提供电源。

1.    电阻式启动电路

传统的启动电路是采用功率电阻和稳压二极管共同组成。这种电阻式的启动电路，由于电阻持续地消耗较大功率，大幅增加了系统功率损耗，在系统处于待机状态时尤为突出。

2.    耗尽型MOSFET应用于启动电路

用耗尽型MOSFET组成启动电路来给PWM控制IC供电，能大大降低系统功耗，特别是待机功耗。耗尽型MOS管为常开器件，当栅-源电压VGS = 0V时，器件的沟道处于自然开通状态。将耗尽型功率MOSFET应用于启动电路中，在PWM控制IC启动后，由附加绕组对IC提供电源，此时耗尽型MOS管处于关断状态，几乎没有功率损耗。因此显著降低系统功耗，尤其是待机功耗。

2.1   通用PWM IC启动电路

耗尽型MOSFET加串联电阻作为PWM IC的启动电路是比较简单且成本较为低廉的方法。如图1所示，耗尽型MOSFET Q2的源极与电阻R2串联构成启动电路。开关电源启动时，由于Q2处于导通状态，电流经Q2给C2充电，C2电压持续升高，直至PWM IC开始工作。开关电源启动后，PWM IC由附加绕组供电，由于Q2的栅-源之间的电压VGS大于Q2的关断电压VGS(OFF)，因此Q2处于关断状态，同时R2阻值很大，因此启动电路几乎没有功率损耗。

                              

图1. 耗尽型MOSFET用于常见的开关电源启动电路

2.2 有源控制启动电路

如图2所示，IW1699作为主控IC，其ASU（Active Start-Up）引脚，能控制耗尽型MOSFET Q1的关断。电路启动时，由Q1对IW1699供电。电路启动后，由附加绕组对IW1699提供电源，此时ASU将Q1的栅极下拉至低电平，使Q1栅-源电压VGS大于关断电压VGS(OFF)，此时启动电路无电流通过，无功率损耗。

  

图2. 耗尽型MOSFET应用于iwatt1699启动电路

然而，很多控制IC不具有IW1699那样的ASU引脚，因此需要添加外部器件来实现类似的功能，如图3所示。

  

图3. 耗尽型MOSFET用于PWM芯片启动电路

电路启动后，Q3导通，使得Q2的栅极处于低电位，Q2关断，启动电路无功率损耗。

成都方舟微电子有限公司提供的DMZ6005E等型号高压耗尽型MOSFET，是应用于启动电路最理想的器件。DMZ6005E击穿电压BVDSS超过600V，可以在极宽的输入电压范围内正常工作，并且器件采用SOT-23封装，产品体积小，适于表面贴装。