从电阻启动到耗尽型MOSFET应用,解析高效电源启动方案的演进
创始人
2025-11-11 10:36:28
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前言

传统启动电路采用电阻式启动方式,虽结构简单,但启动电阻会在整个工作过程中持续消耗能量,同时导致温度上升,不利于高效电源设计。而使用耗尽型MOSFET取代启动电阻,能够在保持可靠性的同时,大幅降低待机功耗,成为新一代高效电源设计的理想选择。

耗尽型MOSFET因其天然“上电导通”的特性,在控制IC上电初期无需额外驱动即可自动为VCC电容充电,实现电源启动。当控制IC启动后,启动电路几乎无功耗。与之相比,增强型MOSFET在上电时默认截止,需额外驱动或复杂的分压网络辅助导通,电路设计更繁琐且容易造成额外待机损耗。

因此,方舟微推出以DMZ6005E为代表的耗尽型MOSFET,其能够有效简化启动电路设计,在高性能、高效率中展现出明显优势,可取代传统电阻式启动电路。

耗尽型高压MOSFET开关电源启动电路应用解析

在采用附加绕组为控制IC供电的开关电源中,启动阶段因附加绕组尚无输出电压,无法为控制IC提供初始电源,此时需由启动电路完成上电。

电阻式启动电路

传统启动电路通常由功率电阻和稳压二极管组成。此类电路结构简单,但功率电阻会持续消耗较大能量,导致系统功耗增加、温度上升、可靠性下降,同时体积较大,占用电路空间。

耗尽型MOSFET应用于启动电路

耗尽型MOSFET为“常开型”器件,在栅源电压VGS=0V时即可导通。将其用于启动电路,可有效解决电阻式启动电路的所有缺点。采用耗尽型MOSFET的启动电路,在控制IC启动后由附加绕组为控制IC供电,启动电路进入待机状态,几乎没有功率损耗。

常规PWM IC启动电路

(图1. 耗尽型MOSFET应用于常见的开关电源启动电路)

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,因此能够提供电源至VCC,并且流经Q2的电流IDSS还可以起到对C2充电的作用,使Q2源极电位升高。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,启动电路几乎没有功率损耗。

对启动电路的主动控制

对启动电路的主动控制包含两种类型,一种类型为采用如IWATT的IW1699等控制IC的电路,如图2所示。电路启动时,由耗尽型MOSFET Q1对IW1699供电。电路启动后,由附加绕组对IW1699提供电源,并且由于IW1699具有ASU(Active Start-Up)引脚,该引脚使Q1栅极电位下降,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)

方舟微提供的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BVDSX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。

简单看过耗尽型型高压MOSFET在开关电源启动电路应用后,充电头网继续为您介绍方舟微DMZ6005E这款600V耐压MOSFET。

方舟微DMZ6005E解析

DMZ6005E是一款采用SOT23封装的600V高耐压、700Ω导阻的常导通型耗尽式MOSFET,具有启动电流高,IDSS≥5mA、响应速度快、体积小等特点。

其在开关电源启动电路中可在上电瞬间自动导通,为控制芯片提供启动电流,当电源正常工作后通过电压控制自动关断,既保证了快速启动,又有效降低待机功耗。凭借高可靠性与简化的外围设计,DMZ6005E是取代传统高压启动电阻的理想器件。

充电头网总结

充电头网了解到,耗尽型MOSFET在开关电源启动电路中具备显著优势。相较于传统的电阻式启动方案,其能够在上电初期实现自动导通、快速启动控制IC,还能在电源进入稳态后自动关断,极大降低待机功耗与热损耗。同时方舟微以DMZ6005E为代表的耗尽型MOSFET凭借其600V高耐压、常导通特性等特性,为电源系统工程师提供了更高效、更可靠、更简洁的启动电路设计方案,助力电源系统在高性能与高能效方向持续演进。

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