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揭秘MOS管和MOS管驱动电路之间的联系

发布时间:2021-10-18 04:33:00

来源:http://www.szinter.com.cn/news700070.html

  在应用MOS管设计电源或是电机驱动电源电路的情况下,绝大多数人都是考虑到MOS管的导通电阻器、较大 电压、较大 工作电流等,也是有很多人只是考虑到那些要素。那样的电源电路或许是还可以运行的,但并非出色的,做为真正的产品外观设计也是不允许的。

  下边就是我对MOS及MOS驱动电路基础的一点汇总,在其中参照了一些材料。包含MOS管的详细介绍、特性、驱动及其运用电源电路。

  MOSFET管FET的一种(另一种是JEFT),能够被生产制造成加强型或耗光型,P断面或N断面共4种种类,但具体使用的仅有加强型的N断面MOS管和加强型的P断面MOS管,因此 一般提及的NMOS,或是PMOS是指这二种。

  对于为何不适合号耗光型的MOS管,不建议追根究底。

  针对这二种加强型MOS管,较为常见的是NMOS。缘故是导通电阻器小,且非常容易生产制造。因此 开关电源电路和电机驱动的使用中,一般都用NMOS,下边的详细介绍中,也多以NMOS为主导。

  MOS管的三个教导中间有分布电容存有,这不是咱们必须的,只是因为生产技术限定造成的,分布电容的出现导致在制定或挑选驱动电源电路的那时候要不便一些,但没有办法防止,后面再详解。

  在MOS管电路原理图上还可以见到漏极和源极中间有一个内寄生二极管,这一叫体二极管,在驱动交流电流(如电机),这一二极管很重要。顺带说一句,体二极管只在单独的MOS管内存有,在集成电路芯片集成ic內部一般是沒有的。

  MOS管导通特性

  导通的意思是做为电源开关,等同于电源开关合闭。

  NMOS的特性,Vgs超过一定的值就会导通,适用源极接地装置的状况(中低端驱动),只需栅压电压做到4V或10V就可以了。

  PMOS的特性,Vgs低于一定的值就会导通,适用源极接Vcc的状况(高档驱动)。可是,尽管PMOS能够很便捷的作为高档驱动,但因为导通电阻器大,价钱贵,更换类型少等缘故,在高档驱动中,一般也是用NMOS。

MOS管开关管损失

  无论是NMOS或是PMOS,导通后都是有导通电阻器存有,那样点电流量就会在这个电阻器上耗费动能,这一部分耗费的动能称为导通耗损。挑选导通电阻器小的MOS管会减少导通耗损,如今的小输出功率MOS管导通电阻器一般在几十毫伏上下,几豪欧的也是有。MOS在导通和截至的情况下,一定并不是在一瞬间结束的。MOS两边的电压有一个降低的全过程,穿过的电流量有一个升高的全过程,在这段时间内,MOS管的损失时电压和交流电的相乘,称为电源开关损失。一般电源开关损失比导通损失大很多,并且电源开关頻率越快,损失也越大。

  导通一瞬间电压和交流电的相乘非常大,导致的损失也非常大。减少定时开关,能够减少每一次导通时的损失,减少电源开关頻率,能够减少单位时间内的按钮频次。这2种方式可以减少电源开关损失。

  MOS管驱动

  跟双正负极晶体三极管对比,一般觉得使MOS管导通不用电流量,只需GS电压高过一定的值,就可以了。这一非常容易保证,可是,大家还必须速率。

  在MOS管的构造中还可以见到,在GS、GD中间出现分布电容,而MOS管的驱动,事实上也是对电容器的蓄电池充电。对电容器的电池充电必须一个电流量,由于电容器电池充电一下子能够把电容器看作短路故障,因此 刹那间交流电会非常大。挑选/设计方案MOS管驱动时第一要特别注意的是可带来一瞬间电流的尺寸。

  第二留意的是,广泛适用于高档驱动的NMOS,导通时必须是栅压电压超过源极电压。而高档驱动的MOS管导通时源极电压和漏极电压(Vcc)同样,因此这也是栅压电压要比Vcc大4V或10V。假如在同一个体系里,要获得比Vcc大的电压,就需要专业的整流电路了。许多电机驱动器都融合了电荷泵,要特别注意的是应当选用适宜的外置电容器,以获得充分的短路容量去驱动MOS管。

  上面说的4V或10V是较常用的MOS管的导通电压,设计方案时自然必须有一定的容量。并且电压越高,导通速率越快,导通电阻器也越小。如今也是有导通电压更小的MOS有用在不一样的行业,但在12V车辆电子控制系统里,一般4V导通就能用了。

  MOS管运用电源电路

  MOS管最显著的特性是电源开关特性好,因此 被普遍使用于必须开关元件的线路中,普遍的如开关电源电路和电机驱动电源电路,也是有照明灯具变光。

  如今的MOS驱动,几个非常的要求:

  1.低电压运用

  当应用5V开关电源,此刻假如采用传统式的图腾柱构造,因为三极管的be仅有0.7V上下的损耗,造成具体最后载入gate上的电压仅有4.3V,此刻,大家采用允差gate电压4.5V的MOS管就存有一定的风险性。一样的情况也出现在应用3V或是别的低电压开关电源的场所。

  2.宽电压运用

  键入电压并没有一个数值,它会由于時间或是其它要素而变化。这一变化造成PWM电路给予给MOS管的驱动电压是不稳定的。

  为了更好地让MOS管在高gate电压下安全性,许多MOS管内嵌了稳压极管强制限定gate电压的幅度值。在这样的情形下,当带来的驱动电压超出稳压极管的电压,就会造成很大的静止功能损耗。

  与此同时,假如简易的用电阻分压的机理减少gate电压,就会发生键入电压较为高的情况下,MOS管工作中优良,而键入电压减少的情况下gate电压不够,造成导通不足完全,进而提升功能损耗。

  3.双电压运用

  在一些控制回路中,逻辑性一部分应用典型性的5V或3.3V数据电压,而输出功率一部分应用12V乃至更多的电压。2个电压选用共地方法联接。

  这就明确提出一个规定,必须运用一个电源电路,让低电压侧可以合理的操纵髙压侧的MOS管,与此同时髙压侧的MOS管也一样会应对1和2提及的难题。

  在这里三种情形下,图腾柱构造不能满足輸出要求,而许多现有的MOS驱动IC,好像都没有包括gate电压限定的构造。

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