工程師不得不知的MOS管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)
出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于:2021-07-31 15:25:24
一般認(rèn)為MOSFET是電壓驅(qū)動(dòng)的,不需要驅(qū)動(dòng)電流。然而,在MOS的G S兩級(jí)之間有結(jié)電容存在,這個(gè)電容會(huì)讓驅(qū)動(dòng)MOS變的不那么簡(jiǎn)單。
如果不考慮紋波和EMI等要求的話,MOS管開關(guān)速度越快越好,因?yàn)殚_關(guān)時(shí)間越短,開關(guān)損耗越小,而在開關(guān)電源中開關(guān)損耗占總損耗的很大一部分,因此MOS管驅(qū)動(dòng)電路的好壞直接決定了電源的效率。
對(duì)于一個(gè)MOS管,如果把GS之間的電壓從0拉到管子的開啟電壓所用的時(shí)間越短,那么MOS管開啟的速度就會(huì)越快。與此類似,如果把MOS管的GS電壓從開啟電壓降到0V的時(shí)間越短,那么MOS管關(guān)斷的速度也就越快。
由此我們可以知道,如果想在更短的時(shí)間內(nèi)把GS電壓拉高或者拉低,就要給MOS管柵極更大的瞬間驅(qū)動(dòng)電流。
大家常用的PWM芯片輸出直接驅(qū)動(dòng)MOS或者用三極管放大后再驅(qū)動(dòng)MOS的方法,其實(shí)在瞬間驅(qū)動(dòng)電流這塊是有很大缺陷的。
比較好的方法是使用專用的MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片如TC4420來(lái)驅(qū)動(dòng)MOS管,這類的芯片一般有很大的瞬間輸出電流,而且還兼容TTL電平輸入,MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下:

MOS驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)需要注意的地方:
因?yàn)轵?qū)動(dòng)線路走線會(huì)有寄生電感,而寄生電感和MOS管的結(jié)電容會(huì)組成一個(gè)LC振蕩電路,如果直接把驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端接到MOS管柵極的話,在PWM波的上升下降沿會(huì)產(chǎn)生很大的震蕩,導(dǎo)致MOS管急劇發(fā)熱甚至爆炸,一般的解決方法是在柵極串聯(lián)10歐左右的電阻,降低LC振蕩電路的Q值,使震蕩迅速衰減掉。
因?yàn)镸OS管柵極高輸入阻抗的特性,一點(diǎn)點(diǎn)靜電或者干擾都可能導(dǎo)致MOS管誤導(dǎo)通,所以建議在MOS管G S之間并聯(lián)一個(gè)10K的電阻以降低輸入阻抗。
如果擔(dān)心附近功率線路上的干擾耦合過來(lái)產(chǎn)生瞬間高壓擊穿MOS管的話,可以在GS之間再并聯(lián)一個(gè)18V左右的TVS瞬態(tài)抑制二極管。
TVS可以認(rèn)為是一個(gè)反應(yīng)速度很快的穩(wěn)壓管,其瞬間可以承受的功率高達(dá)幾百至上千瓦,可以用來(lái)吸收瞬間的干擾脈沖。
MOS管驅(qū)動(dòng)電路參考
MOS管驅(qū)動(dòng)電路的布線設(shè)計(jì)
MOS管驅(qū)動(dòng)線路的環(huán)路面積要盡可能小,否則可能會(huì)引入外來(lái)的電磁干擾。
驅(qū)動(dòng)芯片的旁路電容要盡量靠近驅(qū)動(dòng)芯片的VCC和GND引腳,否則走線的電感會(huì)很大程度上影響芯片的瞬間輸出電流。
常見的MOS管驅(qū)動(dòng)波形

如果出現(xiàn)了這樣圓不溜秋的波形就等著核爆吧。有很大一部分時(shí)間管子都工作在線性區(qū),損耗極其巨大。
一般這種情況是布線太長(zhǎng)電感太大,柵極電阻都救不了你,只能重新畫板子。
高頻振鈴嚴(yán)重的毀容方波。
在上升下降沿震蕩嚴(yán)重,這種情況管子一般瞬間死掉,跟上一個(gè)情況差不多,進(jìn)線性區(qū)。
原因也類似,主要是布線的問題。又胖又圓的肥豬波。
上升下降沿極其緩慢,這是因?yàn)樽杩共黄ヅ鋵?dǎo)致的。
芯片驅(qū)動(dòng)能力太差或者柵極電阻太大。
果斷換大電流的驅(qū)動(dòng)芯片,柵極電阻往小調(diào)調(diào)就OK了。
打腫臉充正弦的生于方波他們家的三角波。
驅(qū)動(dòng)電路阻抗超大發(fā)了。此乃管子必殺波。解決方法同上。
大眾臉型,人見人愛的方波。
高低電平分明,電平這時(shí)候可以叫電平了,因?yàn)樗?。邊沿陡峭,開關(guān)速度快,損耗很小,略有震蕩,可以接受,管子進(jìn)不了線性區(qū),強(qiáng)迫癥的話可以適當(dāng)調(diào)大柵極電阻。
方方正正的帥哥波,無(wú)振鈴無(wú)尖峰無(wú)線性損耗的三無(wú)產(chǎn)品,這就是 完美的波形了。
版權(quán)與免責(zé)聲明
凡本網(wǎng)注明“出處:維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬于維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng),轉(zhuǎn)載請(qǐng)必須注明維庫(kù)電子市場(chǎng)網(wǎng),http://www.hbjingang.com,違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它出處的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性,不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),必須保留本網(wǎng)注明的作品出處,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
- 電表互感器匝數(shù)倍率怎么看?2025/9/5 17:05:11
- 顏色傳感器原理及實(shí)際應(yīng)用案例2025/9/5 16:09:23
- 調(diào)諧器和調(diào)制器的區(qū)別2025/9/4 17:25:45
- 有載變壓器和無(wú)載變壓器的區(qū)別有哪些2025/9/4 17:13:35
- 什么是晶體諧振器?晶體諧振器的作用2025/9/4 16:57:42
- PCB電源完整性(PI)設(shè)計(jì)核心實(shí)操規(guī)范
- 多層PCB疊層設(shè)計(jì)核心實(shí)操規(guī)范
- 提高M(jìn)OSFET效率的電路優(yōu)化方法
- 電源管理IC在智能家居中的應(yīng)用
- 差分信號(hào)連接器設(shè)計(jì)要點(diǎn)
- PCB焊盤與過孔設(shè)計(jì)核心實(shí)操規(guī)范(含可焊性與可靠性保障)
- 汽車電子常用電子元器件選型指南
- MOSFET驅(qū)動(dòng)與隔離方案設(shè)計(jì)
- 高溫環(huán)境下電源IC選型建議
- 安防監(jiān)控設(shè)備連接器應(yīng)用分析










