四個(gè)外部 N 溝道 MOSFET 用于同步開關(guān)降壓/升壓電池充電器。柵極驅(qū)動(dòng)器集成到具有 5V 柵極驅(qū)動(dòng)電壓的 IC 中。可將外部柵極驅(qū)動(dòng)電壓直接提供至 DRV_SUP 引腳，以提高效率。

品質(zhì)因數(shù) (FOM) 通常用于根據(jù)導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗之間的權(quán)衡來(lái)選擇合適的 MOSFET。對(duì)于頂部 MOSFET，F(xiàn)OM 定義為 MOSFET 導(dǎo)通電阻 R_DS(ON) 與柵漏電荷 Q_GD 的乘積。對(duì)于底部 MOSFET，F(xiàn)OM 定義為 MOSFET 導(dǎo)通電阻 R_DS(ON) 與總柵極電荷 Q_G 的乘積。

FOM 值越低，總功率損耗越低。通常，在相同的封裝尺寸下，較低的 R_DS(ON) 具有較高的成本。

頂部 MOSFET 損耗包括導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗。以降壓模式運(yùn)行為例，功率損耗是占空比 (D=V_OUT/V_IN)、充電電流 (I_CHG)、MOSFET 導(dǎo)通電阻 (R_{DS(ON)_top})、輸入電壓 (V_IN)、開關(guān)頻率 (f_S)、開通時(shí)間 (t_on) 和關(guān)斷時(shí)間 (t_off) 的函數(shù)：

• I_{L_DC} 平均電感器直流電流；
• I_ripple 是電感器電流紋波峰峰值；

第一項(xiàng) P_{con_top} 表示直接的導(dǎo)通損耗。第二項(xiàng) P_{sw_top} 表示頂部 MOSFET 中的多個(gè)開關(guān)損耗項(xiàng)，包括電壓和電流重疊損耗 (P_{IV_top})、MOSFET 寄生輸出電容損耗 (P_{Qoss_top}) 和柵極驅(qū)動(dòng)損耗 (P_{Gate_top})。計(jì)算電壓和電流重疊損耗 (P_{IV_top})：

• t_on 是 MOSFET 開通時(shí)間，即 V_DS 從 V_IN 到幾乎為零的下降時(shí)間（MOSFET 開啟導(dǎo)通電壓）；
• t_off 是 MOSFET 關(guān)斷時(shí)間，即 I_DS 從 I_peak 到零的下降時(shí)間；

MOSFET 導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間的計(jì)算公式如下：

方程式 26.

其中 Q_sw 是開關(guān)電荷，I_on 是導(dǎo)通柵極驅(qū)動(dòng)電流，I_off 是關(guān)斷柵極驅(qū)動(dòng)電流。如果 MOSFET 數(shù)據(jù)表中未給出開關(guān)電荷，則可通過(guò)柵漏電荷 (Q_GD) 和柵源電荷 (Q_GS) 來(lái)估算開關(guān)電荷：

可通過(guò)柵極驅(qū)動(dòng)器的 REGN 電壓 (V_REGN)、MOSFET 平坦電壓 (V_plt)、總導(dǎo)通柵極電阻 (R_on) 和關(guān)斷柵極電阻 (R_off) 來(lái)估算柵極驅(qū)動(dòng)電流：

方程式 28.

計(jì)算頂部 MOSFET 寄生輸出電容損耗 (P_{Qoss_top})：

• Q_oss 是 MOSFET 寄生輸出電荷，可以在 MOSFET 數(shù)據(jù)表中找到。建議限制總開關(guān)節(jié)點(diǎn)電容 C_SW (nF) < 160/VIN；例如，對(duì)于 36V 應(yīng)用，建議保持總 C_SW < 4.44nF

計(jì)算頂部 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)損耗 (P_{Gate_top})：

• Q_{Gate_top} 是頂部 MOSFET 柵極電荷，可在 MOSFET 數(shù)據(jù)表中找到；
• 請(qǐng)注意，此處使用 V_IN 而不是實(shí)際柵極驅(qū)動(dòng)電壓，因?yàn)闁艠O驅(qū)動(dòng)是基于 LDO 通過(guò) V_IN 生成的，當(dāng)使用 V_IN 進(jìn)行柵極驅(qū)動(dòng)損耗計(jì)算時(shí)，所有與柵極驅(qū)動(dòng)相關(guān)的損耗都被考慮在內(nèi)。
• 或者，柵極驅(qū)動(dòng)電壓可以由外部高效電源直接提供到 DRV_SUP 引腳。在這種情況下，驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O的功率損耗變?yōu)椋篜_{Gate_top} = V_{DRV_SUP}· Q_{Gate_top} · f_S

底部 MOSFET 損耗還包括導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗：

第一項(xiàng) P_{con_bottom} 表示直接的導(dǎo)通損耗。第二項(xiàng) P_{sw_bottom} 表示底部 MOSFET 中的多個(gè)開關(guān)損耗項(xiàng)，包括反向恢復(fù)損耗 (P_{RR_bottom})、死區(qū)時(shí)間體二極管導(dǎo)通損耗 (P_{Dead_bottom}) 和柵極驅(qū)動(dòng)損耗 (P_{Gate_bottom})。下面提供了詳細(xì)計(jì)算：

• Q_rr 是底部 MOSFET 反向恢復(fù)電荷，可在 MOSFET 數(shù)據(jù)表中找到；

• V_F 是體二極管正向?qū)▔航担?/li>
• t_{dead_rise} 是頂部和底部 MOSFET 之間的 SW 上升沿死區(qū)時(shí)間，約為 45ns；
• t_{dead_fall} 是頂部和底部 MOSFET 之間的 SW 下降沿死區(qū)時(shí)間，約為 45ns；

P_{Gate_bottom} 可以遵循與頂部 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)損耗計(jì)算方法相同的方法。