耗尽型MOSFET在开关电源启动电路中的应用

耗尽型MOSFET

在大多数反激式开关电源中，都是通过变压器附加绕组给PWM控制 IC供电，在电路的启动阶段，附加绕组还没有电压输出，因此需要单独的电路给PWM控制IC进行启动供电。

传统的启动电路多使用功率电阻直接给PWM控制IC供电，但是在电源系统启动后，却会持续不断地消耗功率，从而大幅增加了系统功率损耗。

在不断降低电源功耗的发展理念下，开关电源PWM控制 IC的启动电路也在不断优化。特别是在待机零功耗的要求下，将耗尽型MOSFET应用于开关电源的启动电路，几乎成了唯一的选择。

使用耗尽型MOSFET构成启动电路来给PWM控制IC供电，能够有效降低系统功耗，特别是待机功耗。耗尽型MOSFTE为常闭器件，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MOSFET应用于启动电路中，当PWM控制IC启动后，由附加绕组对IC进行供电，此时再将耗尽型MOSFET关断，之后PWM控制 IC启动电路几乎没有功率损耗，因此能够显著降低系统功耗，尤其是待机功耗。

传统电阻式启动电路

如图1所示，传统的启动电路由功率电阻构成。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。

图1. 传统电阻式启动电路

耗尽型MOSFTE用于启动电路

有源控制启动电路

有源控制启动电路示意图如下：

图2.耗尽型MOSFET有源控制启动电路

很多PWM控制IC都有ASU（Active Start-Up）引脚，可用来控制耗尽型MOSFET DMZ6005E的关断。

电路上电启动时，通过耗尽型MOSFET DMZ6005E给PWM 控制IC供电。电流经DMZ6005E给C1充电，C1电压持续升高，直至PWM IC开始工作。

电路启动后，再由附加绕组给PWM 控制IC供电，此时通过ASU端口将DMZ6005E的栅极下拉至低电平，使DMZ6005E的栅-源电压VGS大于其关断电压VGS(OFF) ，从而将DMZ6005E关断，之后启动电路无电流通过，不产生功率损耗。

通用PWM IC启动电路

通用PWM IC启动电路示意图如下：

图3. 耗尽型MOSFET的通用启动电路

通用启动电路适用于本身不具有ASU功能引脚的PWM控制IC的上电启动。如图3所示，耗尽型MOSFET DMZ6005E搭配低压增强型MOSFET即可构成通用启动电路。

开关电源启动时，DMZ6005E处于导通状态，电流经DMZ6005E给C1充电，C1电压持续升高，直至PWM IC开始工作。开关电源启动后，通过附加绕组给PWM控制IC供电，此时低压增强型MOSFET的栅-源电压VGS大于其开启电压VTH，增强型MOSFET导通，将DMZ6005E的栅极电压下拉至低电位，使得DMZ6005E的栅-源电压VGS大于其关断电压VGS(OFF) ，DMZ6005E切换至关断状态，启动电路不再消耗功率。

ARK(方舟微)

ARK(方舟微)提供的DMZ6005E等高压耗尽型MOSFET，是应用于PWM 控制IC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。

DMZ6005E规格书