6 LM74610-Q1 反向电压范围扩展的工作原理

耗尽型 MOSFET 默认在 MOSFET V_GS 为 0V 时导通，这与增强型 MOSFET 不同，后者要求 V_GS 大于 MOSFET 的阈值电压才能导通。要关断耗尽型 MOSFET，V_GS 需要小于 0V（典型范围为 –1V 至 –4V）。为了分析耗尽型 MOSFET 在理想二极管检测路径中的作用，我们看一下以下条件下的器件运行情况：

• 当 V_PV– 大于等于 V_PV+ 时：理想二极管控制器处于正向导通状态，使功率 MOSFET Q₁ 和耗尽型 FET Q_D 保持导通状态。在这些操作条件下，您可以计算输出电压 V_OUT = V_IN – (I_{D_Q1} R_{DS(on)_Q1})，近似为 V_PV+。
• 当 V_PV– 小于 V_PV+ 时：理想二极管控制器处于反向电流阻断状态，MOSFET Q1 关断。MOSFET Q_D 作为源极跟随器处于调节模式，维持 V_CATHODE 高于 V_ANODE，且 V_CATHODE = V_IN(V_ANODE)+ (V_GSMAX)。因此，V_CATHODE 至 V_ANODE 之间的电压处于 Q_D 的绝对最大额定值 V_GSMAX 范围内（通常小于 5V），远小于 LM74610-Q1 的 45V 最大瞬态反向电压。高反向电压 (V_OUT – V_IN) 由 Q_D 和 Q₁ 的漏源电压 (V_DS) 维持。

选择正确的耗尽型 MOSFET 和功率 MOSFET 取决于以下几点：

• 选择 Q₁ 和 Q_D 时，其 V_DS 额定值大于最大峰值输入电压。
• 选择 R_DS(on) 时，需确保可在电源路径 MOSFET 上实现超低功耗。FET 的漏极电流 (I_D) 应高于输出负载所需的最大峰值电流。开始时，可选择一个在满负载电流下能使功率 MOSFET 两端的压降为 50mV 至 100mV 的耗尽型 MOSFET。
• R_DS(on) 可以在数百欧范围选择（LM74610-Q1 的浮动栅极驱动架构具有较大的阴极引脚对地阻抗，并且控制器的 I_CATHODE 在微安范围内）。

图 5 展示了采用 40V LM74610-Q1 控制器的 60V 旁路开关解决方案的测试结果。

图 5 使用 LM74610-Q1 和耗尽型 MOSFET 的 60V 旁路电路的测试结果。

使用合适规格的 MOSFET（Q1 和 Q_D），输入电压范围可以扩展至 FET 的 V_DS 额定值。这样可以使用同一低压控制器实现高压设计。此外，扩展输入电压范围在企业、通信、电动工具和高压电池管理应用中也非常有用。