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MOS驅動有哪幾個特別的應用?
發布時間:2022-11-29 閱讀量:753 來源:我愛方案網整理 作者:我愛方案網

單片機驅動mos管電路主要根據MOS管要驅動什么東西,要只是一個繼電器之類的小負載的話直接用51的引腳驅動就可以,要注意電感類負載要加保護二極管和吸收緩沖,最好用N溝道的MOS。    

  

MOS驅動有哪幾個特別的應用

 

如果驅動的東西(功率)很大,(大電流、大電壓的場合),最好要做電氣隔離、過流超壓保護、溫度保護等……此時既要隔離傳送控制信號(例如PWM信號),也要給驅動級(MOS管的推動電路)傳送電能。常用的信號傳送有PC923  PC929 6N137  TL521等至于電能的傳送可以用DC-DC模塊。如果是做產品的話建議自己搞一個建議的DC-DC,這樣可以降低成本。然后MOS管有一種簡單的驅動方式:2SC1815+2SA1015NPNPNP一個用于MOS開啟驅動,一個用于MOS快速關斷。    

 

圖一:適合開關頻率不高的場合,一般低于2KHz。

     

MOS驅動有哪幾個特別的應用

 

其中R1=10K,R2R3大小由V+決定,V+越高,R2R3越大,以保證電阻及三極管功耗在允許范圍,同時保證R2R3的分壓VPP=V+ 10V,同時V+不能大于40V。  

 

補充:圖二:適合高頻大功率場合,到達100KHz沒問題,同時可以并聯多個MOSFET-P管  

  

MOS驅動有哪幾個特別的應用

 

R2、R3需要滿足和圖一一樣的條件,其實就是圖一加了級推挽,這樣就可以保證MOSFET管高速開關,上面6P小電容是發射結結電容補償電容,可以改善三極管高速開關特性。  

 

另外:MOSFET的柵極電容較大,在使用的時候應該把它當成一個容抗負載來看。  

 

MOS驅動電路    

 

在使用MOS管設計開關電源或者馬達驅動電路的時候,大部分人都會考慮MOS的導通電阻,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,但并不是優秀的,作為正式的產品設計也是不允許的。  

 

MOS導通特性    

 

導通的意思是作為開關,相當于開關閉合。  

 

NMOS的特性:Vgs大于一定的值就會導通,適合用于源極接地時的情況(低端驅動),只要柵極電壓達到4V10V就可以了。

 

PMOS的特性:Vgs小于一定的值就會導通,適合用于源極接VCC時的情況(高端驅動)。但是,雖然PMOS可以很方便地用作高端驅動,但由于導通電阻大,價格貴,替換種類少等原因,在高端驅動中,通常還是使用NMOS。  

 

MOS開關管損失    

 

MOS管驅動電路不管是NMOS還是PMOS,導通后都有導通電阻存在,這樣電流就會在這個電阻上消耗能量,這部分消耗的能量叫做導通損耗。選擇導通電阻小的MOS管會減小導通損耗。現在的小功率MOS管導通電阻一般在幾十毫歐左右,幾毫歐的也有。  

 

MOS在導通和截止的時候,一定不是在瞬間完成的。MOS兩端的電壓有一個下降的過程,流過的電流有一個上升的過程,在這段時間內,MOS管的損失是電壓和電流的乘積,叫做開關損失。通常開關損失比導通損失大得多,而且開關頻率越快,損失也越大。  

 

導通瞬間電壓和電流的乘積很大,造成的損失也就很大。縮短開關時間,可以減小每次導通時的損失;降低開關頻率,可以減小單位時間內的開關次數。這兩種辦法都可以減小開關損失。  

 

MOS驅動    

 

跟雙極性晶體管相比,一般認為使MOS管導通不需要電流,只要GS電壓高于一定的值,就可以了。這個很容易做到,但是,我們還需要速度。在MOS管的結構中可以看到,在GSGD之間存在寄生電容,而MOS管的驅動,實際上就是對電容的充放電。對電容的充電需要一個電流,因為對電容充電瞬間可以把電容看成短路,所以瞬間電流會比較大。選擇/設計MOS管驅動時第一要注意的是可提供瞬間短路電流的大小。  

 

MOS管驅動電路第二注意的是,普遍用于高端驅動的NMOS,導通時需要是柵極電壓大于源極電壓。而高端驅動的MOS管導通時源極電壓與漏極電壓(VCC)相同,所以這時柵極電壓要比VCC4V10V。如果在同一個系統里,要得到比VCC大的電壓,就要專門的升壓電路了。很多馬達驅動器都集成了電荷泵,要注意的是應該 選擇合適的外接電容,以得到足夠的短路電流去驅動MOS管。  

 

上邊說的4V或10V是常用的MOS管的導通電壓,設計時當然需要有一定的余量。而且電壓越高,導通速度越快,導通電阻也越小。現在也有導通電壓更小的MOS管用在不同的領域里,但在12V汽車電子系統里,一般4V導通就夠用了。MOS管的驅動電路及其損失,可以參考Microchip公司的AN799 Matching MOSFET Drivers toMOSFETS。講述得很詳細,所以不打算多寫了。  

 

MOS管應用電路    

 

MOS管最顯著的特性是開關特性好,所以被廣泛應用在需要電子開關的電路中,常見的如開關電源和馬達驅動,也有照明調光。  

 

二、現在的MOS驅動,有幾個特別的應用:  

 

1、低壓應用

 

當使用5V電源,由于三極管的be0.7V左右的壓降,導致實際最終加在gate上的電壓只有4.3V。這時候,我們選用標稱gate電壓4.5VMOS管就存在一定的風險。同樣的問題也發生在使用3V或者其他低壓電源的場合。  

 

2、電壓應用

 

輸入電壓并不是一個固定值,它會隨著時間或者其他因素而變動。這個變動導致PWM電路提供給MOS管的驅動電壓是不穩定的。

 

為了讓MOS管在高gate電壓下安全,很多MOS管內置了穩壓管強行限制gate電壓的幅值。在這種情況下,當提供的驅動電壓超過穩壓管的電壓,就會引起較大的靜態功耗。

 

同時,如果簡單的用電阻分壓的原理降低gate電壓,就會出現輸入電壓比較高的時候,MOS管工作良好,而輸入電壓降低的時候gate電壓不足,引起導通不夠徹底,從而增加功耗。  

 

3、雙電壓應用

 

在一些控制電路中,邏輯部分使用典型的5V或者3.3V數字電壓,而功率部分使用12V甚至更高的電壓。兩個電壓采用共地方式連接。MOS管驅動電路。這就提出一個要求,需要使用一個電路,讓低壓側能夠有效的控制高壓側的MOS管,同時高壓側的MOS管也同樣會面對12中提到的問題。

 

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