MOSFET驱动电路设计参考

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浅析MOSFET高速驱动器电路设计

浅析MOSFET高速驱动器电路设计

浅析MOSFET 高速驱动器电路设计赵云(船舶重工集团公司723所,扬州225 l )摘要通过对M O SFET 转换过程的分析,得出高速转换过程对驱动电路的要求。

通过对转换过程中功率损耗的计算和驱动电流计算的注意事项,得出了在设计高速驱动M O SFET 电路过程中的要点。

这对用开关电源设计M O SFET 的高速驱动电路有参考价值。

关键词M O SFET驱动电路功率损耗引言开关电源的发展趋势是工作频率越来越高。

国外发达国家的实用频率已接近或超过l MH Z ,我国目前实用频率为5 !l k H Z 。

要提高工作频率,驱动电路的设计选型尤为重要,因此在MH Z 范围工作的高速MO SFET 的过渡过程就成为整个开关过程的重要部分。

过渡过程太慢不仅影响工作频率的提高,而且对开关电源的效率、寿命等产生严重影响。

本文就工程研制中高速驱动电路的设计考虑加以分析。

l高速转换过程分析MO SFET l 个周期的高速转换过程有2个:一为导通转换过程,二为关断转换过程。

(l )导通转换过程的漏源电压与漏极电流,栅源电压与电荷关系分别如图l 所示。

(a )m !m l 区间:栅极电压从 上升到门限电压V g s ,称作延迟时间。

在这一区间MO SFET 上的电压、电流都不变化。

(b )m l !m 2区间:栅极电压达到V g s 的m l 时刻开始,漏极电流开始增长,至m 2时刻I d 达到最大值。

在这一过程中,栅源电压也在上升,而漏源电压将保持截止时的高水平不变。

在这一过程中,由于电压与电流重叠,MO SFET 功耗最大。

图l截止导通转换过程波形(c )m 2!m 3区间:从m 2时刻开始,MO SFET 漏源电压开始下降,引起从漏极到栅极的密勒电容效应,使得栅极电压不能上升而出现平台,在m 3时刻源漏电压下降到最小值。

(d )m 3!m 4区间:在这一区间栅极电压从平台上升到最后的驱动电压。

上升的栅压使漏源电阻R ds (On )减小,m 4以后MOSFET 进入导通状态。

常见的MOSFET驱动方式驱动电路的参数计算

常见的MOSFET驱动方式驱动电路的参数计算

常见的MOSFET驱动方式,驱动电路的参数计算在简单的了解MOS管的基本原理以及相关参数后,如何在实际的电路中运用是我们努力的方向。

比如在实际的MOS驱动电路设计中,如何去根据需求搭建电路,计算参数,根据特性完善电路,根据实际需求留余量等等,在这些约束条件下搭建一个相对完善的电路。

参考了一些资料后,就我目前的需求和自身的理解力分享相关的一些笔记和理解。

1.常见的MOSFET驱动方式直接驱动:最简单的驱动方式,比如用单片机输出PWM信号来驱动较小的MOS。

使用这种驱动方式,应注意几点;一是实际PWM和MOS的走线距离必定导致寄生电感引起震荡噪声,二是芯片的驱动峰值电流,因为不同芯片对外驱动能力不一样。

三是MOS的寄生电容Cgs、Cgd如果比较大,导通就需要大的能量,没有足够的峰值电流,导通的速度就会比较慢。

图腾柱/推拉式驱动电路由两个三极管构成,上管是NPN型,下管是PNP型三极管,两对管共射联接处为输出端,结构类似于乙类推挽功率放大器。

利用这种拓扑放大驱动信号,增强电流能力。

(驱动IC内部也是集成了类似的结构)隔离式驱动电路为了满足安全隔离也会用变压器驱动。

如图其中R1抑制振荡,C1隔直流通交流同时防止磁芯饱和。

隔离式的驱动电路不太常见,就不做过多的了解。

小结:当然除以上驱动电路之外,还有很多其它形式的驱动电路。

对于各种各样的驱动电路并没有一种是最好的,只能结合具体应用,选择最合适的拓扑。

2.驱动电路的参数计算我的实际工作中碰到最多的驱动电路是以下这种能够控制开关速度的驱动电路,我就以它举例做进一步的分析。

如图,在驱动电阻Rg2上并联一个二极管。

其中D1常用快恢复二极管,使关断时间减小同时减小关断损耗,Rg1可以限制关断电流,R1为mos管栅源极的下拉电阻,给mos管栅极积累的电荷提供泄放回路。

(根据MOSFET栅极高输入阻抗的特性,一点点静电或者干扰都可能导致MOS管误导通,所以R1也起降低输入阻抗作用,一般取值在10k~几十k)Lp为驱动走线的杂散寄生电感,包括驱动IC引脚、MOS引脚、PCB走线的感抗,精确的数值很难确定,通常取几十nH。

MOSFET驱动电路分析与设计

MOSFET驱动电路分析与设计
感 L n 在 开关 过 程 中会 引 起 应 力 问题 , 如 UG s 负压等 ,
的性能 发 挥及 整体 电路 的效 率 和可靠 性 。
1 MOS F E T开 关 模 型 及 驱 动 基 本 要 求
1 . 1 MOS F E T开 关特 性模 型
计 过 程 中 需要 考虑 的 影 响 因素 , 为可靠、 高性 能 的 MO S F E T 应 用设 计 提 供 参 考 。
关 键 词 :MOs F E T; 驱 动 电 流 ;开 通 关 断 ; 驱 动 电路 中图 分 类 号 : U2 7 0 , T N8 6 文 献 标 识 码 :A
这 里需要 注 意几 个 容易忽 略 的 问题 : ( 1 ) 内部引 线栅 极 输 人 电阻 - , 降低 了开关 速度 和 d v / d t 耐受 能力 ; ( 2 ) 栅极 门槛 电压 U, r n 具有负温度系数特性 , 通常为 一7
mV/ ℃, 高温 时 门槛 电压 会 降 低 , 在 逻 辑 电平 设 计 应 用 中需要 考 虑 , 这 一 特 性 降低 了高 温 下 UG s 的 抗 干 扰 能 力而 易 引起误 导 通 , 同时 也使 得在 更 低 的 门极 电压 下 才 能 可靠 关 断 ; ( 3 ) 源 极 引线 电感 I 和 漏极 引线 电
功率场效应晶体管 ( 简称 P o we r Mo s f e t ) 是 所 有
全 控 型 电力 电子器 件 中工作 频 带 最 宽 的一 种 , 因此 在 高 频化 进程 中得 到 广 泛 应 用 。MOS F E T 使 用 中驱 动 电路 的设 计 显 得 尤 为 关 键 , 它 直 接 关 系 到 MOS F E T
a n c e M OS FE T a p p l i c a t i o n d e s i g n b a s e d o n t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f M 0S FET g a t e d r i v e c i r c u i t a n d n e e d t o c o n s i d e r t h e i mp a c t o f f a c t o r s i n p r o c e s s o f d e s i g n . Ke y wo r d s :M OS F ET ;d r i v i e c u r r e n t ;t u r n - o n a n d t u r n - o f f ;d r i v e c i r c u i t

IR2110驱动电路设计

IR2110驱动电路设计

3 IR2110驱动电路设计
IR2110是一种高压高速功率MOSFET 驱动器,有独立的高端和低端输出驱动通道,其内部 功能原理框图如图1所示。

它包括输入/输出逻辑电路、电平移位电路、输出驱动电路欠压保护和自举电路等部分。

各引出端功能分别是:1端(LO)是低通道输出;2端(COM)是公共端;);3端(VCC)是低端固定电源电压;5端(US)是高端浮置电源偏移电压;6端(UB)是高端浮置电源电压;7端(HO)是高端输出;9端(VDD)是逻辑电路电源电压;10端(HIN)是高通道逻辑输入;11端(SD)是输入有效与否的选择端,可用来过流过压保护;12端(LIN)是低通道输入;13端(VSS)是逻辑电路的地端。

如图所示:在BUCK 变换器中只需驱动单个MOEFET ,因此仅应用了IR2110的高端驱动,此时将12端(LIN)低通道输入接地、1端(LO)低通道输出悬空。

5端(US)和6端(UB)间连接一个自举电容C1,自举电容通常为1F μ和0.1F μ并联使用。

正常工作时,电源对自举电容C1的充电是在续流二级管D1的导通期间进行。

此时,MOEFET 截止,其源极电位接近地电位,,+12v 电源通过D2给C1充电,使C1上的电压接近+12v ,当MOEFET 导通而D1截止时,C1自举,D2截止,C1上存储电荷为IR2110的高端驱动输出提供电源。

实际应用中,逻辑电源VDD 接+5V ,低端固定电源电压VCC 接+12V ;对驱动电路测试时需将VS 端接地。

自举电容C1的值不能太小,否则其上的自举电压达不到12V ,驱动脉冲的幅值不够!自举电容通常为1F μ和0.1F μ并联使用或(105)1F μ。

MOSFET管经典驱动电路设计大全

MOSFET管经典驱动电路设计大全

在设计便携式设备和无线产品时,提高产品性能、延长电池工作时间是设计人员需要面对的两个问题。

DC-DC转换器具有效率高、输出电流大、静态电流小等优点,非常适用于为便携式设备供电。

目前DC-DC转换器设计技术发展主要趋势有:(1)高频化技术:随着开关频率的提高,开关变换器的体积也随之减小,功率密度也得到大幅提升,动态响应得到改善。

小功率DC-DC转换器的开关频率将上升到兆赫级。

(2)低输出电压技术:随着半导体制造技术的不断发展,微处理器和便携式电子设备的工作电压越来越低,这就要求未来的DC-DC变换器能够提供低输出电压以适应微处理器和便携式电子设备的要求。

这些技术的发展对电源芯片电路的设计提出了更高的要求。

首先,随着开关频率的不断提高,对于开关元件的性能提出了很高的要求,同时必须具有相应的开关元件驱动电路以保证开关元件在高达兆赫级的开关频率下正常工作。

其次,对于电池供电的便携式电子设备来说,电路的工作电压低(以锂电池为例,工作电压2.5~3.6V),因此,电源芯片的工作电压较低。

MOS管具有很低的导通电阻,消耗能量较低,在目前流行的高效DC-DC 芯片中多采用MOS管作为功率开关。

但是由于MOS管的寄生电容大,一般情况下NMOS开关管的栅极电容高达几十皮法。

这对于设计高工作频率DC-DC 转换器开关管驱动电路的设计提出了更高的要求。

在低电压ULSI设计中有多种CMOS、BiCMOS采用自举升压结构的逻辑电路和作为大容性负载的驱动电路。

这些电路能够在低于1V电压供电条件下正常工作,并且能够在负载电容1~2pF的条件下工作频率能够达到几十兆甚至上百兆赫兹。

本文正是采用了自举升压电路,设计了一种具有大负载电容驱动能力的,适合于低电压、高开关频率升压型DC-DC转换器的驱动电路。

电路基于Samsung AHP615 BiCMOS工艺设计并经过Hspice仿真验证,在供电电压1.5V ,负载电容为60pF时,工作频率能够达到5MHz以上。

MOSFET管驱动电路的设计

MOSFET管驱动电路的设计

MOS驱动电路设计需要注意的 地方
• 因为MOS管栅极高输入阻抗的特性,一点点静电或者 干扰都可能导致MOS管误导通,所以建议在MOS管G S之间并联一个10K的电阻以降低输入阻抗
• 如果担心附近功率线路上的干扰耦合过来产生瞬间高压 击穿MOS管的话,可以在GS之间再并联一个18V左右 的TVS瞬态抑制二极管,TVS可以认为是一个反应速度 很快的稳压管,其瞬间可以承受的功率高达几百至上千 瓦,可以用来吸收瞬间的干扰脉冲。
• 一般这种情况是布线太长电感太大,栅极管驱动波形
• 高频振铃严重的毁容方波。。 • 在上升下降沿震荡严重,这种情况管子一般瞬间死掉。。
跟上一个情况差不多,进线性区。。。BOOM原因也类 似,主要是布线的问题
常见的MOS管驱动波形
• 又胖又圆的肥猪波。。 • 上升下降沿极其缓慢,这是因为阻抗不匹配导致的。。。
MOSFET管驱动电路的设计
It is applicable to work report, lecture and teaching
有关MOSFET的基本知识
• 一般认为MOSFET是电压驱动的,不需要驱动电流 • 然而,在MOS的G S两级之间有结电容存在,这个电容
会让驱动MOS变的不那么简单
拓展知识
• 在中小功率全桥和半桥开关电源中常使用栅极驱动变压 器来驱动MOS管
• 更大功率的开关电源和变频器一般使用悬浮驱动电路, 需要多路隔离电源,采用光耦或者脉冲变压器传递驱动 信号,电路比较复杂,但性能非常好
• 在驱动大功率MOS管的时候,需要注意米勒效应的影 响
• 这次由于时间关系我不详细讲这几块了,大家可以自行 了解下
再给大家推荐一些驱动MOS的 芯片
• TLP250:2A推挽输出的光电耦合器,可以用来做隔离 的MOS管驱动,但光耦延时较大,不建议用在50K以上 的频率,做H桥隔离驱动还是挺好用的。

典型功率MOSFET驱动保护电路设计方案

典型功率MOSFET驱动保护电路设计方案

典型功率MOSFET驱动保护电路设计方案
摘要:率场效应晶体管由于具有诸多优点而得到广泛的应用;但它承受短时过载的能力较弱,使其应用受到一定的限制。

分析了MOSFET器件驱动与保护电路的设计要求;计算了MOSFET驱动器的功耗及MOSFET驱动器与MOSFET的匹配;设计了基于IR2130驱动模块的MOSFET驱动保护电路。

该电路具有结构简单,实用性强,响应速度快等特点。

在驱动无刷直流电机的应用中证明,该电路驱动能力及保护功能效果良好。

功率场效应晶体管(Power MOSFET)是一种多数载流子导电的单极型电压控制器件,具有开关速度快、高频性能好、输入阻抗高、噪声小、驱动功率小、动态范围大、无二次击穿现象和安全工作区域(SOA)宽等优点,因此,在高性能的开关电源、斩波电源及电机控制的各种交流变频电源中获得越来越多的应用。

但相比于绝缘栅双极型晶体管IGBT或大功率双极型晶体管GTR等,MOSFET管具有较弱的承受短时过载能力,因而其实际使用受到一定的限制。

如何设计出可靠和合理的驱动与保护电路,对于充分发挥MOSFET功率管的优点,起着至关重要的作用,也是有效利用MOSFET管的前提和关键。

文中用IR2130驱动模块为核心,设计了功率MOSFET驱动保护电路应用与无刷直流电机控制系统中,同时也阐述了本电路各个部分的设计要求。

该设计使系统功率驱动部分的可靠性大大的提高。

 。

MOSFET管驱动电路的设计

MOSFET管驱动电路的设计

MOS管驱动线路的环路面积要尽可能小, 否则可能会引入外来的电磁干扰 驱动芯片的旁路电容要尽量靠近驱动芯片 的VCC和GND引脚,否则走线的电感会很 大程度上影响芯片的瞬间输出电流
如果出现了这样圆不溜秋的波形就等着核 爆吧。。。有很大一部分时间管子都工作 在线性区,损耗极其巨大。。 一般这种情况是布线太长电感太大,栅极 电阻都救不了你,只能重新画板子
打肿脸充正弦的生于方波他们家的三角波 驱动电路阻抗超大发了。。。。此乃管子 必杀波。。 解决方法同上
大众脸型,人见人爱的方波。。 高低电平分明,电平这时候可以叫电平了, 因为它平。。。 边沿陡峭,开关速度快,损耗很小 略有震荡,可以接受,管子进不了线性区, 强迫症的话可以适当调大栅极电阻
方方正正的帅哥波~~ 无振铃吴剑锋无线性损耗的三无产品 这就我爱你,而是在一起。” 所以懂得才是最美的相遇!只有彼此以诚相待,彼此尊重, 相互包容,相互懂得,才能走的更远。 相遇是缘,相守是爱。缘是多么的妙不可言,而懂得又是多么的难能可贵。否则就会错过一时,错过一世! 择一人深爱,陪一人到老。一路相扶相持,一路心手相牵,一路笑对风雨。在平凡的世界,不求爱的轰轰烈烈;不求誓 言多么美丽;唯愿简单的相处,真心地付出,平淡地相守,才不负最美的人生;不负善良的自己。 人海茫茫,不求人人都能刻骨铭心,但求对人对己问心无愧,无怨无悔足矣。大千世界,与万千人中遇见,只是相识的 开始,只有彼此真心付出,以心交心,以情换情,相知相惜,才能相伴美好的一生,一路同行。 然而,生活不仅是诗和远方,更要面对现实。如果曾经的拥有,不能天长地久,那么就要学会华丽地转身,学会忘记。 忘记该忘记的人,忘记该忘记的事儿,忘记苦乐年华的悲喜交集。 人有悲欢离合,月有阴晴圆缺。对于离开的人,不必折磨自己脆弱的生命,虚度了美好的朝夕;不必让心灵痛苦不堪, 弄丢了快乐的自己。擦汗眼泪,告诉自己,日子还得继续,谁都不是谁的唯一,相信最美的风景一直在路上。 人生,就是一场修行。你路过我,我忘记你;你有情,他无意。谁都希望在正确的时间遇见对的人,然而事与愿违时, 你越渴望的东西,也许越是无情无义地弃你而去。所以美好的愿望,就会像肥皂泡一样破灭,只能在错误的时间遇到错的人。 岁月匆匆像一阵风,有多少故事留下感动。愿曾经的相遇,无论是锦上添花,还是追悔莫及;无论是青涩年华的懵懂赏 识,还是成长岁月无法躲避的经历……愿曾经的过往,依然如花芬芳四溢,永远无悔岁月赐予的美好相遇。 其实,人生之路的每一段相遇,都是一笔财富,尤其亲情、友情和爱情。在漫长的旅途上,他们都会丰富你的生命,使 你的生命更充实,更真实;丰盈你的内心,使你的内心更慈悲,更善良。所以生活的美好,缘于一颗善良的心,愿我们都能 善待自己和他人。 一路走来,愿相亲相爱的人,相濡以沫,同甘共苦,百年好合。愿有情有意的人,不离不弃,相惜相守,共度人生的每 一个朝夕……直到老得哪也去不了,依然是彼此手心里的宝,感恩一路有你!

MOSFET驱动电路设计参考

MOSFET驱动电路设计参考

MOSFET驱动电路设计参考MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)驱动电路是控制MOSFET开关的电路,它提供适当的电流和电压来确保MOSFET能够在正确的时间和条件下完全关闭和打开。

MOSFET驱动电路设计需要考虑到反馈和保护机制、功耗和效率以及电流和电压需求等因素。

以下是一些MOSFET驱动电路设计的参考。

1.电流放大器驱动电路:电流放大器是一种被广泛使用的MOSFET驱动电路设计,它通过升压变压器和反馈电路来将电流放大,并且能够提供足够的电流来驱动MOSFET。

这种电路设计具有简单、可靠和成本低廉的特点。

2.隔离式驱动电路:隔离式驱动电路是一种通过电流隔离器将控制电路与MOSFET隔离开来的设计。

通过隔离电路,可以阻止外部电路中的噪声、干扰和电压峰值对MOSFET的影响。

这种驱动电路设计适用于需要高耐受性和抗干扰性的应用。

3.模拟驱动电路:模拟驱动电路利用可变电流源来控制MOSFET。

这种设计需要一个与控制信号相对应的电压源,以确保MOSFET的开启和关闭速度与输入信号相匹配。

模拟驱动电路适用于需要快速响应和高精确度的应用,如音频放大器和直流直流变换器。

4.逻辑驱动电路:逻辑驱动电路是一种基于逻辑门电路的设计,通过逻辑门来控制MOSFET的开关。

逻辑驱动电路具有简单、易实现和低功耗的特点,适用于数字电路中的应用。

在设计MOSFET驱动电路时,还需要考虑以下几个关键因素:1.电流和电压需求:根据MOSFET的规格和应用需求,确保设计的驱动电路能够提供足够的电流和电压来使MOSFET达到预期的工作状态。

2.反馈和保护机制:添加适当的反馈和保护电路,如电流限制器和短路保护器,以确保MOSFET在超载、短路或其他异常情况下得到保护。

3.功耗和效率:通过优化电路设计和选择高效的元件来降低功耗,提高效率。

例如,可以选择低电阻的电源和高效的驱动器。

4.温度控制和散热设计:合理布局电路和选择散热器,以降低MOSFET的工作温度,提高可靠性和稳定性。

MOSFET驱动电路

MOSFET驱动电路

MOSFET驱动电路MOSFET因导通内阻低、开关速度快等优点被广泛应用于开关电源中。

MOSFET的驱动常根据电源IC和MOSFET的参数选择合适的电路。

下面一起探讨MOSFET用于开关电源的驱动电路。

在使用MOSFET设计开关电源时,大部分人都会考虑MOSFET的导通电阻、最大电压、最大电流。

但很多时候也仅仅考虑了这些因素,这样的电路也许可以正常工作,但并不是一个好的设计方案。

更细致的,MOSFET还应考虑本身寄生的参数。

对一个确定的MOSFET,其驱动电路,驱动脚输出的峰值电流,上升速率等,都会影响MOSFET的开关性能。

当电源IC与MOS管选定之后,选择合适的驱动电路来连接电源IC与MOS管就显得尤其重要了。

一个好的MOSFET驱动电路有以下几点要求:(1)开关管开通瞬时,驱动电路应能提供足够大的充电电流使MOSFET栅源极间电压迅速上升到所需值,保证开关管能快速开通且不存在上升沿的高频振荡。

(2)开关导通期间驱动电路能保证MOSFET栅源极间电压保持稳定且可靠导通。

(3)关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供MOSFET栅源极间电容电压的快速泄放,保证开关管能快速关断。

(4)驱动电路结构简单可靠、损耗小。

(5)根据情况施加隔离。

下面介绍几个模块电源中常用的MOSFET驱动电路。

1:电源IC直接驱动MOSFET图 1 IC直接驱动MOSFET电源IC直接驱动是我们最常用的驱动方式,同时也是最简单的驱动方式,使用这种驱动方式,应该注意几个参数以及这些参数的影响。

第一,查看一下电源IC手册,其最大驱动峰值电流,因为不同芯片,驱动能力很多时候是不一样的。

第二,了解一下MOSFET的寄生电容,如图 1中C1、C2的值。

如果C1、C2的值比较大,MOS管导通的需要的能量就比较大,如果电源IC没有比较大的驱动峰值电流,那么管子导通的速度就比较慢。

如果驱动能力不足,上升沿可能出现高频振荡,即使把图 1中Rg减小,也不能解决问题! IC驱动能力、MOS寄生电容大小、MOS管开关速度等因素,都影响驱动电阻阻值的选择,所以Rg并不能无限减小。

MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解

MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解

MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解1.电源电压选择:在设计MOSFET半桥驱动电路时,首先要确定驱动电路所使用的电源电压。

这个选择应该基于系统的需求和应用环境。

通常,驱动电路的电源电压应该比MOSFET的额定电源电压高出一定的余量,以确保稳定可靠的驱动。

2.驱动电路的功率需求:在设计MOSFET半桥驱动电路时,需要确定驱动电路的功率需求,包括输出功率和工作频率。

这些参数将决定所需的驱动电路的稳定性和可靠性。

3.驱动电路的输入信号:4.驱动电路的保护措施:为了确保驱动电路和MOSFET的安全运行,应该在驱动电路中加入一些保护措施。

例如,过流保护、过温保护和过压保护等,以保护MOSFET 免受损坏。

5.驱动电路的逻辑控制:6.驱动电路的电流放大和隔离:驱动电路通常需要对输入信号进行放大和隔离,以确保信号的稳定和可靠的传输。

电流放大器可以使用运算放大器或其他电流放大器来实现。

而隔离通常采用光耦、磁耦或其他隔离器件来实现。

7.驱动电路的引脚连接:在设计MOSFET半桥驱动电路时,需要按照MOSFET的引脚连接要求进行设计。

一般来说,驱动电路的高低电平输出连接到MOSFET的栅极,而驱动电路的地连接到MOSFET的源极。

8.驱动电路的布局和散热设计:为了确保驱动电路能够稳定可靠地工作,需要合理设计驱动电路的布局。

布局时应避免电源线和信号线的交叉干扰,以及防止热源干扰驱动电路。

此外,还需要合理设置散热器,以保持驱动电路的温度在安全范围内。

总结起来,设计MOSFET半桥驱动电路要考虑电源电压、功率需求、输入信号、保护措施、逻辑控制、电流放大和隔离、引脚连接、布局和散热设计等方面的要求。

只有在全面考虑这些要素的情况下,才能设计出稳定可靠的MOSFET半桥驱动电路。

MOSFET管驱动电路的设计

MOSFET管驱动电路的设计

由此我们可以知道,如果想在更短的时间 内把GS电压拉高或者拉低,就要给MOS管 栅极更大的瞬间驱动电流。 大家常用的PWM芯片输出直接驱动MOS 或者用三极管放大后再驱动MOS的方法, 其实在瞬间驱动电流这块是有很大缺陷的。 比较好的方法是使用专用的MOSFET驱动 芯片如TC4420来驱动MOS管,这类的芯 片一般有很大的瞬间输出电流,而且还兼 容TTL电平输入
因为驱动线路走线会有寄生电感,而寄生 电感和MOS管的结电容会组成一个LC振荡 电路,如果直接把驱动芯片的输出端接到 MOS管栅极的话,在PWM波的上升下降 沿会产生很大的震荡,导致MOS管急剧发 热甚至爆炸,一般的解决方法是在栅极串 联10欧左右的电阻,降低LC振荡电路的Q 值,使震荡迅速衰减掉。
闫力
生命信息与仪器工程学院
一般认为MOSFET是电压驱动的,不需要 驱动电流 然而,在MOS的G S两级之间有结电容存 在,这个电容会让驱动MOS变的不那么简 单
如果不考虑纹波和EMI等要求的话,MOS 管开关速度越快越好,因为开关时间越短, 开关损耗越小,而在开关电源中开关损耗 占总损耗的很大一部分,因此MOS管驱动 电路的好坏直接决定了电源的效率 对于一个MOS管,如果把GS之间的电压从 0拉到管子的开启电压所用的时间越短,那 么MOS管开启的速度就会越快。与此类似, 如果把MOS管的GS电压从开启电压降到 0V的时间越短,那么MOS管关断的速度也 就越快
很荣幸能和大家一起为电赛奋斗,我相信 我们的努力不会白,我们都是国一哥!
高频振铃严重的毁容方波。。 在上升下降沿震荡严重,这种情况管子一 般瞬间死掉。。跟上一个情况差不多,进 线性区。。。BOOM!!原因也类似,主要 是布线的问题
又胖又圆的肥猪波。。 上升下降沿极其缓慢,这是因为阻抗不匹 配导致的。。。芯片驱动能力太差或者栅 极电阻太大。。 果断换大电流的驱动芯片,栅极电阻往小 调调就OK了

MOSFET 参数理解及导通,功耗分析

MOSFET 参数理解及导通,功耗分析

MOSFET datasheet参数理解及其主要特性来源:电源谷作者:Blash下文主要介绍 mosfet 的主要参数,通过此参数来理解设计时候的考量一、场效应管的参数很多,一般 datasheet 都包含如下关键参数:1 极限参数:ID场效应管的工作电流不应超过 ID 。

此参数会随结温度的上升而有所减额。

IDM:最大脉冲漏源电流。

此参数会随结温度的上升而有所减额。

PD用时,场效应管实际功耗应小于 PDSM 并留有一定余量。

此参数一般会随结温度的上升而有所减额。

VGS:最大栅源电压。

避免超过这个温度,并留有一定裕量。

TSTG2 静态参数V(BR)DSS GS为 0 时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。

这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于 V(BR)DSS。

它具有正温度特性。

故应以此参数在低温条件下的值作为安全考虑。

△ V(BR)DSS/△ Tj :漏源击穿电压的温度系数,一般为 0.1V/ ℃。

RDS(on)GS(一般为 10V )、结温及漏极电流的条件下, MOSFET 导通时漏源间的最大阻抗。

它是一个非常重要的参数,决定了 MOSFET 导通时的消耗功率。

此参数一般会随结温度的上升而有所增大。

故应以此参数在最高工作结温条件下的值作为损耗及压降计算。

VGS(th)GS 超过 VGS(th)时,漏区和源区的表面反型层形成了连接的沟道。

应用中,常将漏极短接条件下 ID等于 1 毫安时的栅极电压称为开启电压。

此参数一般会随结温度的上升而有所降低。

IDSS :饱和漏源电流,栅极电压 VGS=0 、 VDS为一定值时的漏源电流。

一般在微安级。

IGSS :栅源驱动电流或反向电流。

由于 MOSFET 输入阻抗很大, IGSS一般在纳安级。

3 动态参数gfs极电流控制能力大小的量度。

gfs 与 VGS的转移关系图如图 2 所示。

Q g 建立过程,这是通过对栅源及栅漏之间的电容充电来实现的,下面将有此方面的详细论述。

MOSFET管经典驱动电路设计大全

MOSFET管经典驱动电路设计大全

MOSFET管经典驱动电路设计大全1.简单的驱动电路最简单的MOSFET驱动电路是使用普通的NPN晶体管作为驱动器。

这种电路只需要一个晶体管和几个电阻。

晶体管的基极通过一个电阻连接到控制信号源,并且其发射极通过一个电阻连接到地。

MOSFET的栅极通过一个电阻与晶体管的集电极相连。

当驱动信号施加在基极时,晶体管将导通,从而允许电流流过栅极电阻,最终控制MOSFET的导通。

2.共射极驱动电路共射极驱动电路使用一个普通的NPN晶体管作为驱动器,并且具有共射极配置。

这种电路可以提供较高的驱动电流,并且对于驱动大功率的MOSFET特别有效。

MOSFET的栅极连接到驱动晶体管的集电极,并且通过一个电阻与源极相连。

此电路还可以通过添加一个二极管来保护MOSFET免受反向电压的损坏。

3.升压驱动电路升压驱动电路是一种通过升压来改善MOSFET开关速度和效率的驱动电路。

这种电路使用一个电感器、一个开关和一个脉冲宽度调制(PWM)控制器来提供短暂的高电压脉冲。

这种高电压脉冲可以快速地开启和关闭MOSFET,从而提高其开关速度和效率。

4.高低侧驱动电路高低侧驱动电路是一种使用驱动器来同时控制高侧和低侧MOSFET的开关的电路。

该电路利用一个半桥驱动器,包括两个晶体管和一个PWM控制器。

其中一个晶体管驱动高侧MOSFET,另一个晶体管驱动低侧MOSFET。

PWM控制器可以调整两个晶体管的开关频率和占空比,从而控制MOSFET 的导通和关断。

以上是一些常见的MOSFET管经典驱动电路设计。

每种电路都有其适用的场景和优缺点。

在设计时,需要根据具体应用的需求来选择合适的驱动电路,并确保合理的功率传输和电流控制。

浅析MOSFET 高速驱动器电路设计

浅析MOSFET 高速驱动器电路设计
参考文献
’ 汤世贤5微波测量5北京:国防工业出版社,’33’
关键词 !"#$%& 驱动电路 功率损耗
+引 言
开关电源的发展趋势是工作频率越来越高。 国外发达国家的实用频率已接近或超过,!-., 我国 目 前 实 用 频 率 为 *+!,++/-.。 要 提 高 工 作频率,驱动电路的设计选型尤为重要,因此在 !-.范围工作的高速 !"#$%& 的过渡过程就 成为整个开关过程的重要部分。过渡过程太慢 不仅影响工作频率的提高,而且对开关电源的效 率、寿命等产生严重影响。本文就工程研制中高 速驱动电路的设计考虑加以分析。
第4+卷
的容性负载有很大差别,更不能仅将 !"#$%& 的输入电容当作驱动器的实际负载来考虑。实 际上 ’ 个 !"#$%& 的 有 效 输 入 电 容 !()要 比 !(**高得多,所以驱动电路的设计选型不仅要知 道 最 大 有 效 负 载,更 重 要 的 是 要 知 道 驱 动 器 在 ’次给足的开关过程中的瞬时负载。以上参数 从厂家提供的手册上可以查到。
* 转换过程的功率损耗
为了简 便 起 见,把 线 性 变 化 部 分 作 为 三 角
波,不变部分作为常量处理,并设(!2!!/)为转 换周期 ’#,则在(!#!!*)之间的功耗为:
((!!!!#)82)9#01:".’-(0;;()!!<!#)(#) ((!*!!!)82)9#01:".’-(0;;()!*<!!)(!) 式中:#01为 $%&’() 导通时,流过 $ 极至* 极 的电流;".-(0;;)为 $%&’() 截止时,$ 极和* 极 上施加的电压。

ttl逻辑电平驱动logic level mosfet电路设计参考文献

ttl逻辑电平驱动logic level mosfet电路设计参考文献

ttl逻辑电平驱动logic level mosfet电路设计参考文献
以下是一些关于TTL逻辑电平驱动Logic Level MOSFET电路设计的参考文献:
1、"CMOS电路设计、 Layout与仿真",陈蔚文,蔡秋枫,徐承煜,姚若河,机械工业出版社,2016年。

2、"数字逻辑与计算机设计基础",李承祖,黄建国,杨锦江,清华大学出版社,2017年。

3、"TTL集成电路应用电路集",胡崇礼,国防工业出版社,1992年。

4、"Logic Level MOSFET电路设计与应用",王志强,孙永胜,姚若河,电子工业出版社,2018年。

5、"电路设计与仿真",郭天祥,电子工业出版社,2014年。

6、"CMOS与TTL逻辑电平接口电路设计与应用",杨帮华,机械工业出版社,2016年。

7、"数字逻辑与计算机设计基础习题解答",李承祖,黄建国,杨锦江,清华大学出版社,2018年。

这些文献都包含了关于TTL逻辑电平驱动Logic Level MOSFET电路设计的相关内容,大家可以根据需要选择阅读。

大功率SiCMOSFET驱动电路设计

大功率SiCMOSFET驱动电路设计

第40卷第3期 2020年5月核电子学与探测技术Nuclear Electronics Detection TechnologyVol.40 No. 3May.2020大功率Si C M O S F E T驱动电路设计吴凯铭i2,高大庆1#,高杰\李明睿\申万增1(1.中国科学院近代物理研究所,兰州730000;2.中国科学院大学,北京100049)摘要•.为了使强流重离子加速器装置(H IAF)碳化硅功率开关器件SiC M O SFET工作在理想状态,设计了基于SIC1182K驱动芯片的SiC M O SFET驱动电路。

对该驱动电路的输出电压、响应时间、脉宽 连续可调性、稳定性和可靠性进行实验测试,测试结果表明:该驱动电路能够长时间、稳定可靠工作,满 足SiC M O SF E T的工作需求。

关键词:加速器电源;SIC1182K;SiC M O SFET;驱动电路中图分类号:T L56 文献标志码:A文章编号:0258 —0934(2020)3 —0412 —05强流重离子加速器装置(H IA F)[1’2]是“十 二五”国家重大科学工程项目。

硅功率器件是现阶段兰州加速器电源常用的开关器件,与传 统硅器件相比,第三代半导体开关器件SiC M O SFE T有着更加卓越的高温高压工作性能。

并且SiC M O S F E T上升下降时间短、通态损耗 小等特点[3],决定了 SiC M O SF E T在达成更高 开关频率的同时,还兼备更小的功率损耗。

在 相同功率等级下,与硅器件开关电源相比,SiC M O SF E T开关电源能够凭借更高的开关频率,减小电路中电容电感体积,降低滤波成本,提高 功率密度。

器件材料的差异导致驱动电路不可 通用,驱动电路就成为SiC M O SFE T理想工作 所需解决的技术难点。

收稿日期:2020_03—02基金项目:国家自然科学基金项目(11805248)资助。

作者简介:吴凯铭(1995 —),男,福建南靖人,在读硕士生,攻读方向为加速器工程设计研究。

MOSFET管经典驱动电路设计大全

MOSFET管经典驱动电路设计大全

—、MOS管驱动电踣综述在便用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候’大部分人都会考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等,也有很多人仅仅考虑这些因素。

这样的电路也许是可以工作的,但并不是优秀的,作为正式的产品设计也是不允许的。

1、MOS管种类和结构MOSFET管是圧T的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS 管和増强型的P沟道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。

至于为什么不使用耗尽型的MOS管,不建议刨根问底。

对于这两种増强型MOSg,比较常用的是NMOS。

原因是导通电阻小‘ 且容易制造。

所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS o下面的介绍中,也多以NMOS 为主。

MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。

寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免,后边再详细介绍。

在MOS管原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。

这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。

顺便说一句,体二极管只在单个的MOSW中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。

2、MOS营导通特性导谨的意思是作为开关,相当于开关闭合。

NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或T0V就可以了。

PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。

但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是便用NM0S o3、MOS开关管损失不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。

选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。

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