优化MOS管驱动电路是提升开关电源、电机控制等系统效率与可靠性的关键。不当设计可能导致器件损坏、效率下降或电磁干扰超标。本文将剖析常见设计陷阱及其规避策略。
驱动电压与电流的精准匹配
栅极阈值电压（Vgs(th)） 仅是MOS管导通的起点。实际应用中，驱动电压需大幅超过Vgs(th)以确保完全导通。若驱动电压不足，MOS管将工作在线性区，引发严重发热。
* 驱动电压选择要点：
* 通常需高于Vgs(th) 3-5倍（来源：行业实践）
* 米勒平台效应 期间需维持足够电压平台
* 避免超过器件最大栅源电压（Vgs(max)）
驱动电流不足则延长开关时间，增加开关损耗。驱动芯片峰值电流需满足：
$$I_{peak} = \frac{Q_g}{t_{rise}}$$
其中Qg为栅极总电荷，trise为目标上升时间。
抑制寄生参数引发的振荡
寄生电感（PCB走线、器件引脚）与栅极电容构成LC谐振电路，易引发高频振荡。这种振荡不仅增加EMI，还可能导致误导通。
* 关键抑制措施：
* 开尔文连接：独立驱动回路与功率回路
* 缩短驱动回路路径：优先布局驱动IC与MOS管
* 添加栅极电阻：阻尼振荡但需平衡开关速度
* 采用低电感封装器件（如DFN，QFN）
米勒电容（Cgd） 引起的导通误导通需特别关注。在桥式拓扑中，下管关断时上管dv/dt通过Cgd耦合至栅极，可能意外开通。解决方案包括：
* 增加负压关断能力
* 优化死区时间设置
* 使用有源米勒钳位电路
热设计与保护的协同优化
即使驱动参数正确，散热不足仍会导致热失效。结温（Tj） 需始终低于规格书限值。
* 热设计考量点：
* 计算开关损耗与导通损耗总和
* PCB铜箔面积与散热过孔设计
* 必要时添加散热器（需考虑热阻）
Vds尖峰 可能击穿MOS管。关断速度过快（栅极电阻过小）或主回路寄生电感过大是主因。可采取：
* 调整关断栅极电阻
* 增加RC缓冲电路（Snubber）
* 优化功率回路布局减小寄生电感
