浅谈MOSFET的驱动及接收电路|具体剖析-KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2020-12-17
绝缘栅型电力场效应管(电力MOSFET)是一种大都载流子导电的电压节制单级型晶体管。具备工作频次高，开关速率快,和驱动电路简略等特征,经常使用于小功率的开关电源等电路中。本文介绍了MOSFET的开关特征驱动请求,重点报告了接收电路的应用,可有效掩护MOSFET并减小开关噪声。
MOSFET等效电路模子,包含Rg，Lg,即封装端到现实的栅极线路电阻和电感,输入电容(Ciss)、跨接电容(Crss)、输入电容(Coss )别离为:Ciss=Cgs+Cgd ,Crss=Cgd ,Coss=Cds+Cgd。
MOSFET的开关进程中会发生过电压,包含换相过电压和关断过电压，二者均是因为线路电感中的电流敏捷降落, 发生较大di/dt,导致管子两头发生过点压。
换相过电压首要因为MOSFET及与其反并联的续流二极管在换相竣事后不能立即规复阻断才能,有较大的反相电流流过,使残存的载流子规复, 而当其规复了阻断才能时,反向电流急剧减小,有电流的渐变。
关断过电压首要是管子在较高频下任务,当器件关断时,正向电流敏捷降落,有电流的渐变。(如图1所示,在开关的过程中,漏极电压有很大尖峰噪声。)
电力MOSFET是电压驱动器件,其栅源之间稀有千皮法的电容(Cgs) ,栅极电压的凹凸间接影响着MOSFET的通态压降及开关机能。栅压太低。通态消耗增大,守旧时候长;栅压增高。守旧时候减小,消耗减小,但关断时候增添,电路毛病时的短路电流增大。
且跟着栅压的增高,栅压噪声容限降落,轻易形成栅极击穿。故在普通频次下，栅极驱动电压为12-15V。 而关断时施加必然幅值的负驱动电压有益于减小关断时候和消耗,普通为-5V-15V。
为了减小寄生振荡,可在栅极串入一只低阻抗电阻,普通为十几Ω。若是栅源阻抗太高,当漏源电压渐变时能够形成栅源电压尖峰电压,能够在栅源间并接阻尼电阻,普通为十几KΩ,或并接约20V的齐纳二极管。
在MOSFET的栅极加方波,因为有输入电容的充放电进程,栅极电压呈梯形波。方波的回升沿，Ugs呈指数增加,当Ugs大于开启电压,起头呈现漏极电流,MOSFET导通。方波沿指数曲线降落,当Ugs降落到Ugsp时,漏极电流减小,MOSFET关断。
是以要疾速成立适合的驱动电压，其驱动电路需保障:驱动电路要有较小的输入电阻;要有充足大的栅源驱动电压;充足的驱动电流;为减小寄生震动，能够再栅极串入一只低值电阻，阻值随被驱动器件电流额外值的增大而减小;触发脉冲的前后沿要峻峭;关断时可施加必然幅值的负驱动电压。
因为在管子的开关进程中有过电压、过电流的发生,是以,适合的接收掩护电路是须要的。接收电路可分为关断接收电路(即du/dt接收电路)和守旧接收电路(即di/dt接收电路)。
经常使用的是di/dt按捺电路和充放电型RCD接收电路(如图2所示)。
RCD接收电路能够缓冲关断时du/dt,V守旧时缓冲电容Cs先经由过程Rs向V放电,使ic有必然的预值。
而后,di/dt按捺电路使ic回升减缓。在V关断时，负载电流经由过程VDs向Cs分流,按捺了du/dt和过电压。此中，电感较小,但请求通流量大,可用磁珠或是将导线绕几圈取代。二极管均请求是快速规复型的。
电容为接收电容,经常使用聚丙稀无感电容,其耐压由电路中的电压值而定。毗连电路时要注重各器件彼此接近,引线尽可能短。
其容量值由能量守恒可得:
接上接收电路后，经尝试考证开关尖峰较着减小，管子的发烧环境也有大大减缓。
经由过程对电力MOSFET特征的探讨，可知，接纳适合的驱动电路和接收回路，精确计较器件的参数值能够使管子任务在高效状态，同时减小噪声。
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