一般認(rèn)為MOSFET是電壓驅(qū)動的,,不需要驅(qū)動電流,。然而,在MOS的G S兩級之間有結(jié)電容存在,,這個電容會讓驅(qū)動MOS變的不那么簡單,。
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)動電路的好壞直接決定了電源的效率,。
對于一個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間越短,,那么MOS管開啟的速度就會越快。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)動電流。
大家常用的PWM芯片輸出直接驅(qū)動MOS或者用三極管放大后再驅(qū)動MOS的方法,,其實(shí)在瞬間驅(qū)動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)動芯片如TC4420來驅(qū)動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)動芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下:
MOS驅(qū)動電路設(shè)計需要注意的地方: 因?yàn)轵?qū)動線路走線會有寄生電感,而寄生電感和MOS管的結(jié)電容會組成一個LC振蕩電路,,如果直接把驅(qū)動芯片的輸出端接到MOS管柵極的話,,在PWM波的上升下降沿會產(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10K的電阻以降低輸入阻抗,。相關(guān)文章:深度講解三極管和MOS管下拉電阻的作用,。 如果擔(dān)心附近功率線路上的干擾耦合過來產(chǎn)生瞬間高壓擊穿MOS管的話,可以在GS之間再并聯(lián)一個18V左右的TVS瞬態(tài)抑制二極管,。
TVS可以認(rèn)為是一個反應(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,可以用來吸收瞬間的干擾脈沖,。
MOS管驅(qū)動電路參考:
MOS管驅(qū)動電路的布線設(shè)計
MOS管驅(qū)動線路的環(huán)路面積要盡可能小,,否則可能會引入外來的電磁干擾。 驅(qū)動芯片的旁路電容要盡量靠近驅(qū)動芯片的VCC和GND引腳,,否則走線的電感會很大程度上影響芯片的瞬間輸出電流,。
常見的MOS管驅(qū)動波形,如下圖,。
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)動能力太差或者柵極電阻太大。
果斷換大電流的驅(qū)動芯片,,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,,無振鈴無尖峰無線性損耗的三無產(chǎn)品,,這就是最完美的波形了。
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