面包芯语

MOSFET栅极驱动器电路中VCC电源的去耦电容容值怎么计算？

原创 硬件那点事儿 2025-03-05 08:06
TOLG 技术采用超紧凑的海鸥翼式引脚设计 中端示波器性能提升“秘籍”

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Part 01

前言

在MOSFET栅极驱动器电路中，给VCC电源加去耦电容Decoupling Capacitor，这事儿可不能乱来。容值咋算，不是拍脑袋的事儿，得看电路需求和实际应用场景。今天就讲讲咋算VCC去耦电容的容值。

Part 02

VCC去耦电容的啥用？

在电路里，VCC是PWM控制器的供电，通常是给内部逻辑、驱动电路用的。PWM控制器干活儿时，比如驱动MOSFET的栅极开关，内部会有快速的电流跳变，搞不好就产生电源噪声。这噪声可能让PWM信号失真，影响MOSFET开关效率，甚至让整个电路不稳。去耦电容的作用就是：
吸收高频噪声，稳住VCC电压。
提供瞬态电流，补上芯片快速切换时的“电量缺口”。

所以，容值得选对，既能压住高频噪声，又能跟得上芯片的动态需求。

Part 03

如何计算？

PWM控制器驱动MOSFET时，栅极驱动电路会拉大电流，可能是mA到A级，取决于MOSFET的栅极电容和开关频率。这电流跳变快，电源得跟得上，此时就是去耦电容在充当临时电源，由于电容充放电，从而会在去耦电容两端产生纹波电压ΔV。

lQ,HI：是当输入驱动为高电平时驱动器的工作电流

DMAX：驱动器的最大工作占空比（以PWM输出时）

fDRV：是驱动器的工作频率

QG：是基于栅极驱动的电压幅值和漏源极关断状态电压的总栅极电荷。

ΔV：电容两端容许的纹波电压ΔV（一般为驱动电压VCC的5%）


去耦电容放VCC引脚旁边，最好5mm以内，接地端打过孔直通接地层。距离越近，电容越能快速响应。上电后用示波器看VCC波形，噪声超VCC的5%就调容值或优化布局。

VCC到PWM控制器的路径有寄生电感，这会让高频噪声更严重。电容得选SRF高的，并尽量缩短距离。栅极驱动电流会通过VCC回流，增加噪声。确保去耦电容离VCC引脚近，接地过孔多，降低返回路径阻抗。 

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