大家好,我是李工,希望大家多多支持我。今天给大家分享一篇关于MOS管驱动电路的文章。(其中有我自己的一些方法,也有参考别人的一些建议。)
mos管因为内阻低,开发速度低被广泛应用于开关电路中。mos管往往根据电源IC和mos管的参数选择合适的驱动电路。
在使用mos管设计开关电源时,大多数人都会考虑mos管的导通电阻、最大电压和最大电流等参数。但就是这样,我们常常只考虑这些因素。这样设计的电路远不是一个好的电路。我们应该仔细看看它自有的寄生参数。
对于某个mos管,其驱动电路、峰值输出驱动电流、上升率等都会影响mos管的开关性能。
使用mos管设计驱动电路需要注意的参数1、Id(Package Limited) ——封装的最大理论漏极电流
在设计电路的时候绝对不能超过此值,但并不意味着你实际上可以在该电流下驱动负载。在达到此规格之前,mos管总是会因热量而烧毁。
2、Vgs –施加到栅极相对于源极的最大栅-源电压
不能超过这个值。举个例子,IRFS7530mos管的电压值是正负20V,我们使用12V的电压,就没有接近这个值。
3、Vdss –另一个不言而喻的规格参数,最大漏-源电压
从漏极到源极的电压差不能超过datasheet上标注的参数值。
4、Rds(on) –在给定栅极电压下,从漏极到源极的最大预期导通电阻。
例如IRFS7530mos管的最坏情况 Rds(on) 为 1m4。
下图显示了 mos管datasheet中常见的图表。
我们可以看到 Rds(on) 趋于平缓,其最小值高于 ~8V。这是非逻辑电平mos管所预期的,并且在 12V 驱动是可以接受的。
不同温度下的 Rds(on) 与 Vgs
5、RthetaJA(结到环境) -这是从芯片结到封装外部到环境空气的热阻。
在 PCB 上使用特定数量的铜来指定。
6、Qg——注入栅极以使 MOSFET 完全“导通”所需的总电荷,栅电荷
这考虑了栅源电荷、栅漏电荷以及任何其他内部寄生效应。这是用于计算mos管最大“理论”开关速度的最简单规格。
使用mos管设计驱动电路的要求在选择电源IC和mos管时,选择合适的驱动电路将IC连接到mos管尤为重要。
一个好的MOSFET驱动电路有以下要求:
1、当开关管导通时,驱动电路应能提供足够大的充电电流,使mos的栅极和源极之间的电压迅速升高到所需值,保证不仅开关管能快速开启而且在上升沿也没有高频振荡。
2、在开关导通期间,驱动电路要保证mos管的栅源极间电压保持稳定可靠导通。
3、在关断的瞬间,驱动电路要提供一条阻抗尽可能低的通路,快速将MOSFET栅极和源极之间的电容电压放电,保证开关管能够快速关断。
4、电路结构要简单、高效、可靠。
5、相应地应用电气隔离。
没有电路中的mos管栅极电阻会怎么样?由于mos管的栅极本质上是一个电容,那么在没有栅极电阻的情况下,将电压施加到栅极的瞬间会发生什么?电路会将栅极视为完全短路(技术上不正确,因为迹线和电线具有寄生电阻和电感,但足够接近。)
这会潜在一些问题,如果无法快速提供那么多电流,则该电流浪涌会破坏驱动电路。其次,由于寄生电感和栅极电容,栅极存在“振铃”的危险。这种振铃会迫使栅极在开/关状态之间振荡,或者更糟的是,过压并完全破坏mos管。
一个 100R 电阻控制栅极的充电速率。这限制了最大电流量
没有栅极电阻的另一个问题是寄生电阻成为栅极计算的重要部分。当使用上图所示 100R 栅极电阻时,几欧姆的寄生电阻不会对计算产生有意义的影响。
在切换大功率mos管或任何低速电路时,栅极电阻的确切值通常并不重要。通常使用 10R 或 100R 电阻,并在需要时在测试时对其进行调整。当开关速度接近几千赫兹时,对使用的最大栅极电阻进行一些计算变得很重要。
逻辑电平mos管电路基础