增强DS39xx CCFL控制器的栅极驱动能力

DS3988、DS3991、DS3992和DS3994是用于冷阴极荧光灯（CCFL）的控制器，用于对液晶显示器（LCD）进行背光。每个控制器通道驱动两个逻辑电平MOSFET，将直流电压转换为为CCFL供电所需的高压交流波形。在某些应用中，功率MOSFET需要更大的驱动容量和更高的栅极-源极电压，用于在一个通道中驱动多个灯。本应用笔记介绍如何增强DS39xx控制器的驱动能力，使其能够有效地驱动这些大功率MOSFET。

DS39xx 栅极驱动器

DS3988、DS3991、DS3992和DS3994控制器的每个通道都有两个栅极驱动器。 每个栅极驱动器可以驱动一个逻辑电平 MOSFET。栅极驱动器输出电荷负载最大值为20nC，高电平输出电压约为V抄送（5V）。该栅极驱动容量足以驱动大多数逻辑电平MOSFET。

然而，随着LCD显示器和电视的物理尺寸的增长，许多应用需要每个控制器通道来驱动多个灯。例如，DS3991可用于控制大型液晶电视中的所有灯。为了可靠地驱动大量灯，需要大电流功率MOSFET。其他新兴应用使用非常高的直流输入电压（高达400V）来降低CCFL可以使用高达200W的大型电视的电流。这些后一种应用还需要高压功率MOSFET来驱动灯。

功率 MOSFET 通常比逻辑电平 MOSFET 具有更多的总栅极电荷。因此，栅极驱动器必须提供足够高的峰值驱动电流，以便快速对栅极电容进行充电和放电。功率MOSFET还需要更高的栅源电压才能有效导通。

DS39xx控制器中的内置栅极驱动器不能直接驱动大功率MOSFET。然而，这个问题是可以克服的。本应用笔记解释了如何使用一些简单的外部电路来增强DS39xx控制器的栅极驱动能力，以便这些控制器能够驱动功率MOSFET。

电路增强栅极驱动能力

图1详细介绍了用于增强栅极驱动能力的电路。

图1.增强DS39xx栅极驱动能力所需的外部电路

在图1中，GA和GB是CCFL控制器输出的栅极驱动信号。Q2/Q3/Q5/Q6是NPN通用晶体管，可将GA和GB的电平从5V转换为12V。然后信号由两个图腾柱驱动器输出，分别由Q1/Q7和Q4/Q8组成。输出驱动信号表示为GA_12V和GB_12V。当 MOSFET 导通时，图腾柱驱动器可以非常快速地为功率 MOSFET 的栅极电容充电;当MOSFET关断时，它还可以非常快速地对栅极电容放电。 Q1/Q4/Q7/Q8是中等功率晶体管，可确保足够的峰值电流传输。

图2显示了GA和GB以及GA_12V和GB_12V的波形。

图2.逻辑电平栅极驱动信号（GA 和 GB）和 12V 电平栅极驱动信号（GA_12V 和 GB_12V）的波形。

GA_12V和GB_12V直接驱动推挽式架构中的功率MOSFET。通过一些额外的电路，它们可用于半桥架构或全桥架构。（请联系工厂了解更多详情。

建议的晶体管零件编号

表1列出了图1中晶体管的建议部件号。

 

指示器	描述	建议的部件号
Q2/Q3/Q5/Q6	NPN通用晶体管	MMBT3904 或同等产品
第一季度/第四季度	NPN中功率晶体管	FMMT493、ZXTN2038F 或同等产品
Q7/Q8	PNP 中功率晶体管	FMMT593、ZXTP2039F 或同等产品

 

审核编辑：郭婷