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  • mosfet驅(qū)動電路有哪幾種-MOSFET驅(qū)動電路要求與注意事項(xiàng)
    • 發(fā)布時(shí)間:2019-08-10 16:38:13
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    mosfet驅(qū)動電路哪幾種知識分析-MOSFET驅(qū)動電路要求與注意事項(xiàng)
    mosfet驅(qū)動
    跟雙極性晶體管相比,一般認(rèn)為使MOS管導(dǎo)通不需要電流,只要GS電壓高于一定的值,就可以了。這個(gè)很容易做到,但是,我們還需要速度。在MOS管的結(jié)構(gòu)中可以看到,在GS,GD之間存在寄生電容,而MOS管的驅(qū)動,實(shí)際上就是對電容的充放電。對電容的充電需要一個(gè)電流,因?yàn)閷﹄娙莩潆娝查g可以把電容看成短路,所以瞬間電流會比較大。選擇/設(shè)計(jì)MOS管驅(qū)動時(shí)第一要注意的是可提供瞬間短路電流的大小。
    MOS管驅(qū)動電路第二注意的是,普遍用于高端驅(qū)動的NMOS,導(dǎo)通時(shí)需要是柵極電壓大于源極電壓。而高端驅(qū)動的MOS管導(dǎo)通時(shí)源極電壓與漏極電壓(VCC)相同,所以這時(shí) 柵極電壓要比VCC大4V或10V。如果在同一個(gè)系統(tǒng)里,要得到比VCC大的電壓,就要專門的升壓電路了。很多馬達(dá)驅(qū)動器都集成了電荷泵,要注意的是應(yīng)該 選擇合適的外接電容,以得到足夠的短路電流去驅(qū)動MOS管。
    上邊說的4V或10V是常用的MOS管的導(dǎo)通電壓,設(shè)計(jì)時(shí)當(dāng)然需要有一定的余量。而且電壓越高,導(dǎo)通速度越快,導(dǎo)通電阻也越小。現(xiàn)在也有導(dǎo)通電壓更小的MOS管用在不同的領(lǐng)域里,但在12V汽車電子系統(tǒng)里,一般4V導(dǎo)通就夠用了。
    mosfet驅(qū)動電路哪幾種
    mosfet驅(qū)動電路哪幾種,下文會體現(xiàn)出來。在使用MOS管設(shè)計(jì)開關(guān)電源或者馬達(dá)驅(qū)動電路的時(shí)候,大部分人都會考慮MOS的導(dǎo)通電阻,最大電壓等,最大電流等,也有很多人僅僅考慮這些因素。這樣的電路也許是可以工作的,但并不是優(yōu)秀的,作為正式的產(chǎn)品設(shè)計(jì)也是不允許的。
    MOSFET因?qū)▋?nèi)阻低、開關(guān)速度快等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源中。MOSFET的驅(qū)動常根據(jù)電源IC和MOSFET的參數(shù)選擇合適的電路。下面一起探討MOSFET用于開關(guān)電源的驅(qū)動電路。
    在使用MOSFET設(shè)計(jì)開關(guān)電源時(shí),大部分人都會考慮MOSFET的導(dǎo)通電阻、最大電壓、最大電流。但很多時(shí)候也僅僅考慮了這些因素,這樣的電路也許可以正常工作,但并不是一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案。更細(xì)致的,MOSFET還應(yīng)考慮本身寄生的參數(shù)。
    對一個(gè)確定的MOSFET,其驅(qū)動電路,驅(qū)動腳輸出的峰值電流,上升速率等,都會影響MOSFET的開關(guān)性能。當(dāng)電源IC與MOS管選定之后, 選擇合適的驅(qū)動電路來連接電源IC與MOS管就顯得尤其重要了。
    mosfet驅(qū)動電路
    (一)mosfet驅(qū)動電路哪幾種-電源IC直接驅(qū)動MOSFET
    圖1 IC直接驅(qū)動MOSFET
    電源IC直接驅(qū)動是最常用的驅(qū)動方式,同時(shí)也是最簡單的驅(qū)動方式,使用這種驅(qū)動方式,應(yīng)該注意幾個(gè)參數(shù)以及這些參數(shù)的影響。第一,查看一下電源IC手冊,其最大驅(qū)動峰值電流,因?yàn)椴煌酒?qū)動能力很多時(shí)候是不一樣的。
    第二,了解一下MOSFET的寄生電容,如圖 1中C1、C2的值。如果C1、C2的值比較大,MOS管導(dǎo)通的需要的能量就比較大,如果電源IC沒有比較大的驅(qū)動峰值電流,那么管子導(dǎo)通的速度就比較慢。如果驅(qū)動能力不足,上升沿可能出現(xiàn)高頻振蕩,即使把圖1中Rg減小,也不能解決問題! IC驅(qū)動能力、MOS寄生電容大小、MOS管開關(guān)速度等因素,都影響驅(qū)動電阻阻值的選擇,所以Rg并不能無限減小。
    (二)mosfet驅(qū)動電路哪幾種-電源IC驅(qū)動能力不足時(shí)
    如果選擇MOS管寄生電容比較大,電源IC內(nèi)部的驅(qū)動能力又不足時(shí),需要在驅(qū)動電路上增強(qiáng)驅(qū)動能力,常使用圖騰柱電路增加電源IC驅(qū)動能力,其電路如圖 2虛線框所示。
    mosfet驅(qū)動電路
    圖2 圖騰柱驅(qū)動MOS
    這種驅(qū)動電路作用在于,提升電流提供能力,迅速完成對于柵極輸入電容電荷的充電過程。這種拓?fù)湓黾恿藢?dǎo)通所需要的時(shí)間,但是減少了關(guān)斷時(shí)間,開關(guān)管能快速開通且避免上升沿的高頻振蕩。
    (三)mosfet驅(qū)動電路哪幾種-驅(qū)動電路加速M(fèi)OS管關(guān)斷時(shí)間
    mosfet驅(qū)動電路
    圖3 加速M(fèi)OS關(guān)斷
    關(guān)斷瞬間驅(qū)動電路能提供一個(gè)盡可能低阻抗的通路供MOSFET柵源極間電容電壓快速泄放,保證開關(guān)管能快速關(guān)斷。為使柵源極間電容電壓的快速泄放,常在驅(qū)動電阻上并聯(lián)一個(gè)電阻和一個(gè)二極管,如圖 3所示,其中D1常用的是快恢復(fù)二極管。這使關(guān)斷時(shí)間減小,同時(shí)減小關(guān)斷時(shí)的損耗。Rg2是防止關(guān)斷的時(shí)電流過大,把電源IC給燒掉。
    mosfet驅(qū)動電路
    圖4 改進(jìn)型加速M(fèi)OS關(guān)斷
    在第二點(diǎn)介紹的圖騰柱電路也有加快關(guān)斷作用。當(dāng)電源IC的驅(qū)動能力足夠時(shí),對圖 2中電路改進(jìn)可以加速M(fèi)OS管關(guān)斷時(shí)間,得到如圖 4所示電路。用三極管來泄放柵源極間電容電壓是比較常見的。如果Q1的發(fā)射極沒有電阻,當(dāng)PNP三極管導(dǎo)通時(shí),柵源極間電容短接,達(dá)到最短時(shí)間內(nèi)把電荷放完,最大限度減小關(guān)斷時(shí)的交叉損耗。與圖 3拓?fù)湎啾容^,還有一個(gè)好處,就是柵源極間電容上的電荷泄放時(shí)電流不經(jīng)過電源IC,提高了可靠性。
    (四)mosfet驅(qū)動電路哪幾種-驅(qū)動電路加速M(fèi)OS管關(guān)斷時(shí)間
    mosfet驅(qū)動電路
    圖5 隔離驅(qū)動
    為了滿足如圖5所示高端MOS管的驅(qū)動,經(jīng)常會采用變壓器驅(qū)動,有時(shí)為了滿足安全隔離也使用變壓器驅(qū)動。其中R1目的是抑制PCB板上寄生的電感與C1形成LC振蕩,C1的目的是隔開直流,通過交流,同時(shí)也能防止磁芯飽和。
    除了以上驅(qū)動電路之外,還有很多其它形式的驅(qū)動電路。對于各種各樣的驅(qū)動電路并沒有一種驅(qū)動電路是最好的,只有結(jié)合具體應(yīng)用,選擇最合適的驅(qū)動。
    MOSFET驅(qū)動電路有以下幾點(diǎn)要求
    (1)開關(guān)管開通瞬時(shí),驅(qū)動電路應(yīng)能提供足夠大的充電電流使MOSFET柵源極間電壓迅速上升到所需值,保證開關(guān)管能快速開通且不存在上升沿的高頻振蕩。
    (2)開關(guān)導(dǎo)通期間驅(qū)動電路能保證MOSFET柵源極間電壓保持穩(wěn)定且可靠導(dǎo)通。
    (3)關(guān)斷瞬間驅(qū)動電路能提供一個(gè)盡可能低阻抗的通路供MOSFET柵源極間電容電壓的快速泄放,保證開關(guān)管能快速關(guān)斷。
    (4)驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單可靠、損耗小。
    (5)根據(jù)情況施加隔離。
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