分享一个比较经典的MOS管驱动电路
功率mos管工作原理与几种常见驱动电路图
功率mos管工作原理与几种常见驱动电路图
功率MOSFET的工作原理
截止:漏源极间加正电源,栅源极间电压为零。
P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏,漏源极之间无电流流过。
导电:在栅源极间加正电压UGS,栅极是绝缘的,所以不会有栅极电流流过。
但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开,而将P区中的少子电子吸引到栅极下面的P区表面当UGS大于UT(开启电压或阈值电压)时,栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度,使P型半导体反型成N型而成为反型层,该反型层形成N沟道而使PN结J1消失,漏极和源极导电。
几种MOSFET驱动电路介绍及分析
一. 不隔离的互补驱动电路
图7(a)为常用的小功率驱动电路,简单可靠成本低。
适用于不要求隔离的小功率开关设备。
图7(b)所示驱动电路开关速度很快,驱动能力强,为防止两个MOSFET管直通,通常串接一个0.5~1小电阻用于限流,该电路适用于不要求隔离的中功率开关设备。
这两种电路特点是结构简单。
功率MOSFET属于电压型控制器件,只要栅极和源极之间施加的电压超过其阀值电压就会导通。
由于MOSFET存在结电容,关断时其漏源两端电压的突然上升将会通过结电容在栅源两端产生干扰电压。
常用的互补驱动电路的关断回路阻抗小,关断速度较快,但它不能提供负压,故抗干扰性较差。
为了提高电路的抗干扰性,可在此种驱动电路的基础上增加一级有V1、V2、R组成的电路,产生一个负压,电路原理图如图8所示。
当V1导通时,V2关断,两个MOSFET中的上管的栅、源极放电,下管的栅、源极充电,即上管关断,下管导通,则被驱动的功率管关断;反之V1关断时,V2导通,上管导通,。
MOS管开关电路图九种简单的简易详解
MOS管开关电路图九种简单的简易详解
今天我们分享的是,MOS管开关电路图九种简单的简易详解,请看下方
第一种:mos管开关电路图
MOS管的开关特性
静态特性
MOS管作为开关元件,同样是工作在截止或导通两种状态。
由于MOS管是电压控制元件,所以主要由栅源电压uGS决定其工作状态。
工作特性如下:
※uGS<开启电压UT:MOS管工作在截止区,漏源电流iDS基本为0,输出电压uDS≈UDD,MOS管处于“断开”状态,其等效电路如下图所示。
※ uGS>开启电压UT:MOS管工作在导通区,漏源电流iDS=UDD/(RD+rDS)。
其中,rDS为MOS管导通时的漏源电阻。
输出电压UDS=UDD·rDS/(RD+rDS),如果rDS>>RD,则uDS≈0V,MOS管处于“接通”状态,其等效电路如上图(c)所示。
动态特性
MOS管在导通与截止两种状态发生转换时同样存在过渡过程,但其动态特性主要取决于与电路有关的杂散电容充、放电所需的时间,而管子本身导通和截止时电荷积累和消散的时间是很小的。
下图(a)和
(b)分别给出了一个NMOS管组成的电路及其动态特性示意图。
MOS管及MOS管的驱动电路设计免费版
MOS管及MOS管的驱动电路设计免费版MOS管是一种主要用于开关和放大电路的半导体器件。
其驱动电路设计是为了能够提供足够的电流和电压来控制MOS管的导通和截止状态。
MOS管的驱动电路通常由两个主要部分组成:输入驱动和输出驱动。
输入驱动部分负责接收控制信号,将其转换为所需的电压和电流来驱动MOS管。
输出驱动部分负责将转换后的信号传递给MOS管的栅极或基极。
在MOS管的驱动电路设计中,有几个关键的因素需要考虑。
首先是输入电压和电流的要求。
输入信号的电压和电流应根据MOS管的规格来选择,以确保能够有效地控制MOS管的导通和截止状态。
其次是电源电压和电流的要求。
电源电压和电流应能够提供足够的能量来驱动MOS管。
此外,还需要考虑到输入输出电阻、功率损耗以及噪声抑制等因素。
为了设计一个高效且稳定的MOS管驱动电路,以下是一些建议和步骤:1.了解MOS管的规格和特性。
在设计中需要了解MOS管的最大电压、电流和功率等规格,以便确定输入输出电压和电流的要求。
2.选择适当的电源。
根据MOS管的规格,选择合适的电源电压和电流。
同时考虑到稳定性和功率损耗等因素。
3.确定输入信号电压和电流。
根据MOS管的输入电阻和输入电流的规格,确定输入信号的电压和电流。
4.设计输入驱动电路。
输入驱动电路通常由电流源和电压源组成。
电流源用于提供足够的电流来驱动MOS管的栅极或基极,而电压源用于提供所需的电压。
5.设计输出驱动电路。
输出驱动电路通常由放大器和电压跟随器组成。
放大器用于放大输入信号,而电压跟随器用于提供足够的电流和电压来控制MOS管。
6.进行仿真和调试。
使用电子设计自动化工具进行电路仿真,以确保电路的性能和稳定性。
如果发现问题,需要对电路进行调试和优化。
7.考虑过热和噪声抑制。
在设计中需要考虑电路的散热和噪声抑制问题,以确保电路的可靠性和稳定性。
总之,MOS管的驱动电路设计需要综合考虑MOS管的规格,输入输出信号的要求,电源电压和电流,以及电路的稳定性和可靠性。
分享一个比较经典的MOS管驱动电路
问题提出:现在的MOS驱动,有几个特别的需求,1,低压应用当使用5V电源,这时候如果使用传统的图腾柱结构,由于三极管的be有0.7V 左右的压降,导致实际最终加在gate上的电压只有4.3V。
这时候,我们选用标称gate电压4.5V的MOS管就存在一定的风险。
同样的问题也发生在使用3V或者其他低压电源的场合。
2,宽电压应用输入电压并不是一个固定值,它会随着时间或者其他因素而变动。
这个变动导致PWM电路提供给MOS管的驱动电压是不稳定的。
为了让MOS管在高gate电压下安全,很多MOS管内置了稳压管强行限制gate 电压的幅值。
在这种情况下,当提供的驱动电压超过稳压管的电压,就会引起较大的静态功耗。
同时,如果简单的用电阻分压的原理降低gate电压,就会出现输入电压比较高的时候,MOS管工作良好,而输入电压降低的时候gate电压不足,引起导通不够彻底,从而增加功耗。
3,双电压应用在一些控制电路中,逻辑部分使用典型的5V或者3.3V数字电压,而功率部分使用12V甚至更高的电压。
两个电压采用共地方式连接。
这就提出一个要求,需要使用一个电路,让低压侧能够有效的控制高压侧的MOS 管,同时高压侧的MOS管也同样会面对1和2中提到的问题。
在这三种情况下,图腾柱结构无法满足输出要求,而很多现成的MOS驱动IC,似乎也没有包含gate电压限制的结构。
于是我设计了一个相对通用的电路来满足这三种需求。
电路图如下:图1 用于NMOS的驱动电路图2 用于PMOS的驱动电路这里我只针对NMOS驱动电路做一个简单分析:Vl和Vh分别是低端和高端的电源,两个电压可以是相同的,但是Vl不应该超过Vh。
Q1和Q2组成了一个反置的图腾柱,用来实现隔离,同时确保两只驱动管Q3和Q4不会同时导通。
R2和R3提供了PWM电压基准,通过改变这个基准,可以让电路工作在PWM信号波形比较陡直的位置。
Q3和Q4用来提供驱动电流,由于导通的时候,Q3和Q4相对Vh和GND最低都只有一个Vce的压降,这个压降通常只有0.3V左右,大大低于0.7V的Vce。
九种简易mos管开关电路图
九种简易mos管开关电路图MOS管种类和结构MOSFET管是FET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管和增强型的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。
对于这两种增强型MOS管,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.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。
可以在MOS管关断时为感性负载的电动势提供击穿通路从而避免MOS管被击穿损坏。
顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。
MOS管导通特性导通的意思是作为开关,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10V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,通常还是使用NMOS.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。
现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右,几毫欧的也有。
MOS在导通和截止的时候,一定不是在瞬间完成的。
MOS两端的电压有一个下降的过程,流过的电流有一个上升的过程,在这段时间内,MOS管的损失是电压和电流的乘积,叫做开关损失。
经典mos管应用电路
问题:此电路为什么会烧坏Mos管?
经典分析
此电路是一个非常经典的小电流MOS管驱动电路,但LZ将之移到大电流应用上,水土不服,出了点小问题。
1. 烧MOS管不是由于Q41没有饱和所致,而是由于驱动电流不足,驱动大功率MOS管时(由于其栅极电容的存在),无法快速对其栅极电容充电,引起栅极电压上升缓慢,切换功耗大大增大,引起烧MOS管。
2.D41不能省,一般MOS管的栅极极限电压为15-16V, 此稳压管起保护MOS管作用,防止过高电压(本电路去掉R42时可高达+30V !)对MOS管的栅极冲击引起击穿损坏。
3. R42不能省,起到限制光耦最大输出电流,及对IN4744A的限流作用。
由于光耦的最大输出电流一般较小,过份减小R42加大光耦输出电流,易引起光耦加速老化及损坏,因此,比较好的方法是在光耦输出端用NPN三极管加一级射极跟随器, 放大输出驱动电流。
另外,可在R45上并联一只几十至百皮皮法的小电容,起加速MOS管的饱和。
4. R43不能大幅增加,一般加大到10K为上限,其原因在于,当MOS管关断时,储存一定驱动电压的栅极电容通过R43放电,最终将MOS管关断,如R43太大,MOS管关断时间增加,关断速度减慢,引起关断时的切换功耗大大增大,引起烧MOS管。
当然,最好的方法是在栅极加负压,加速MOS管关断,但这样成本会高些。
工作中常用的几个mos管驱动电路
工作中常用的几个mos管驱动电路常用的几个MOS管驱动电路MOS管驱动电路是一种常见的电路设计,用于控制MOS管的开关动作。
它们在各种电子设备和系统中起着重要的作用。
本文将介绍几种常用的MOS管驱动电路,包括共源极驱动电路、共漏极驱动电路和双MOS管驱动电路。
1. 共源极驱动电路共源极驱动电路是一种简单且常用的MOS管驱动电路。
它的基本原理是通过一个NPN晶体管来驱动MOS管的栅极电压。
在这个电路中,输入信号通过一个电阻分压电路到达基极,然后通过NPN晶体管放大,最后驱动MOS管的栅极。
这种电路具有输出电流大、驱动能力强的优点,适用于需要高电流驱动的场合。
2. 共漏极驱动电路共漏极驱动电路是另一种常用的MOS管驱动电路。
它的基本原理是通过一个PNP晶体管来驱动MOS管的源极电压。
在这个电路中,输入信号通过一个电阻分压电路到达基极,然后通过PNP晶体管放大,最后驱动MOS管的源极。
这种电路具有输出电压高、驱动能力强的优点,适用于需要高电压驱动的场合。
3. 双MOS管驱动电路双MOS管驱动电路是一种更为复杂但更为灵活的MOS管驱动电路。
它由两个MOS管组成,一个用于驱动另一个。
其中一个MOS管作为驱动管,控制另一个MOS管的导通和截止。
这种电路可以实现高速切换和低功耗的特点,适用于需要快速响应和高效率的场合。
总结:MOS管驱动电路是一种常用的电路设计,用于控制MOS管的开关动作。
常见的几种MOS管驱动电路包括共源极驱动电路、共漏极驱动电路和双MOS管驱动电路。
它们分别具有不同的优点和适用场合。
在实际应用中,根据具体需求选择合适的驱动电路可以提高系统的性能和可靠性。
mos管的驱动电路设计ir2104
mos管的驱动电路设计ir2104
IR2104是一款由Infineon T echnologies公司生产的mos管驱动器集成电路,适用于开关电源和驱动大型mosfet的应用。
以下是一种基本的IR2104驱动电路设计,用于驱动一个N沟道mosfet:
1. 电源电压:
IR2104的工作电源电压范围为10V到20V。
选择一个适合的电源电压。
2. 输入端:
IR2104有两个输入端:HIN(High-Side Input)和LIN(Low-Side Input)。
将HIN接地,将LIN连接到一个适当的输入信号源,例如微控制器的数字输出引脚。
3. 驱动电压:
IR2104通过VBAT引脚提供驱动电压给mosfet的门极。
通常,mosfet的门极电压取决于所使用的mosfet的VGS(Gate-to-Source Voltage)特性曲线。
使用一个适当的电阻分压电路将VBAT与GND连接,以设置所需的驱动电压。
4. mosfet的输出电流测量:
IR2104具有一个驱动输出(HO)和一个反相驱动输出(LO)。
它们分别连接到mosfet的上源和下源端。
为了测量mosfet的输出电流,可以使用一个电流传感器来测量这两个输出之间的电流差异,例如霍尔效应电流传感器。
5. 辅助组件:
为了确保IR2104的工作稳定性,还需要添加适当的陶瓷电容和电源去耦电容来滤除噪声。
请注意,上述电路仅用于基本指导。
在设计实际驱动电路时,请注意考虑所用mosfet的电压、电流和功率特性,以确保整个驱动电路的安全和可靠性。
此外,在设计和布局电路板时,请遵循相关的安全和EMC规范。
电源设计经验之MOS管驱动电路篇
电源设计经验之MOS管驱动电路篇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。
功率mos管工作原理与几种常见驱动电路图
功率mos管工作原理与几种常见驱动电路图功率MOSFET的工作原理截止:漏源极间加正电源,栅源极间电压为零。
P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏,漏源极之间无电流流过。
导电:在栅源极间加正电压UGS,栅极是绝缘的,所以不会有栅极电流流过。
但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开,而将P区中的少子电子吸引到栅极下面的P区表面当UGS大于UT(开启电压或阈值电压)时,栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度,使P型半导体反型成N型而成为反型层,该反型层形成N沟道而使PN结J1消失,漏极和源极导电。
几种MOSFET驱动电路介绍及分析一. 不隔离的互补驱动电路图7(a)为常用的小功率驱动电路,简单可靠成本低。
适用于不要求隔离的小功率开关设备。
图7(b)所示驱动电路开关速度很快,驱动能力强,为防止两个MOSFET管直通,通常串接一个0.5~1小电阻用于限流,该电路适用于不要求隔离的中功率开关设备。
这两种电路特点是结构简单。
功率MOSFET属于电压型控制器件,只要栅极和源极之间施加的电压超过其阀值电压就会导通。
由于MOSFET存在结电容,关断时其漏源两端电压的突然上升将会通过结电容在栅源两端产生干扰电压。
常用的互补驱动电路的关断回路阻抗小,关断速度较快,但它不能提供负压,故抗干扰性较差。
为了提高电路的抗干扰性,可在此种驱动电路的基础上增加一级有V1、V2、R组成的电路,产生一个负压,电路原理图如图8所示。
当V1导通时,V2关断,两个MOSFET中的上管的栅、源极放电,下管的栅、源极充电,即上管关断,下管导通,则被驱动的功率管关断;反之V1关断时,V2导通,上管导通,下管关断,使驱动的管子导通。
因为上下两个管子的栅、源极通过不同的回路充放电,包含有V2的回路,由于V2会不断退出饱和直至关断,所以对于S1而言导通比关断要慢,对于S2而言导通比关断要快,所以两管发热程度也不完全一样,S1比S2发热严重。
该驱动电路的缺点是需要双电源,且由于R的取值不能过大,否则会使V1深度饱和,影响关断速度,所以R上会有一定的损耗。
三极管mos管的经典电路
三极管mos管的经典电路
【实用版】
目录
1.三极管和 MOS 管的基本特性
2.三极管和 MOS 管的正确应用
3.三极管和 MOS 管驱动电路的正确用法
正文
一、三极管和 MOS 管的基本特性
三极管是一种电流控制电流器件,它通过基极电流的变化来控制集电极电流的变化。
根据掺杂类型,三极管分为 npn 型和 pnp 型。
MOS 管
是一种电压控制电流器件,它通过栅极电压的变化来控制漏极电流的变化。
根据导电沟道类型,MOS 管分为 p 沟道 MOS 管(PMOS)和 n 沟道 MOS 管(NMOS)。
二、三极管和 MOS 管的正确应用
三极管和 MOS 管在电路设计中有广泛的应用。
在实际应用中,需要
根据负载的特性和电源电压选择合适的三极管或 MOS 管。
对于三极管,
当射极接地、集电极接负载到正电源时,只要基极电压高于射极电压,三极管就能正常工作。
而对于 MOS 管,当栅极电压发生变化时,漏极电流
也会随之变化。
在实际应用中,需要根据负载的电流和电压要求选择合适的 MOS 管。
三、三极管和 MOS 管驱动电路的正确用法
在使用三极管和 MOS 管时,驱动电路的设计非常关键。
对于三极管,正确的驱动电路应该能够提供足够的基极电流,以保证三极管正常工作。
同时,为了避免三极管的二次击穿现象,驱动电路中应该加入保护电阻。
对于 MOS 管,正确的驱动电路应该能够提供合适的栅极电压,以保证 MOS
管的漏极电流满足负载的需求。
此外,为了避免 MOS 管的栅极电压过高而导致损坏,驱动电路中应该加入保护二极管。
深析mos管led驱动电路图及原理
深析mos管led驱动电路图及原理led驱动mos管led驱动电路图,LED是特性敏感的半导体器件,又具有负温度特性,因而在应用过程中需要对其进行稳定工作状态和保护,从而产生了驱动的概念。
LED器件对驱动电源的要求近乎于苛刻,LED不像普通的白炽灯泡,可以直接连接220V的交流市电。
mos管led驱动电路图mos管led驱动电路图原理mos管led驱动电路图原理如下:正向压降(VF)和正向电流的(IF)关系曲线,由曲线可知,当正向电压超过某个阈值(约2V),即通常所说的导通电压之后,可近似认为,IF与VF成正比。
见表是当前主要超高亮LED的电气特性。
由表可知,当前超高亮LED的最高IF可达1A,而VF通常为2~4V。
由于LED的光特性通常都描述为电流的函数,而不是电压的函数,光通量(φV)与IF的关系曲线,因此,采用恒流源驱动可以更好地控制亮度。
此外,LED的正向压降变化范围比较大(最大可达1V以上),而由上图中的VF-IF曲线可知,VF的微小变化会引起较大的,IF变化,从而引起亮度的较大变化。
LED的温度与光通量(φV)关系曲线,由下图可知光通量与温度成反比,85℃时的光通量是25℃时的一半,而一40℃时光输出是25℃时的1.8倍。
温度的变化对LED的波长也有一定的影响,因此,良好的散热是LED保持恒定亮度的保证。
所以,采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性,并且影响LED 的可靠性、寿命和光衰。
因此,超高亮LED通常采用恒流源驱动。
mos管led驱动电路图驱动方式通过线性稳压器来转换电压会面临功耗问题,这种方式比较适合用于需要回避噪声(比如汽车音响)因而不能采用开关方式的转换电路中。
而开关方式的特点是转换效率非常高,但它也有噪声的问题,所以选择何种转换方式取决于何种应用。
通常,电荷泵驱动方式的效率会随着输入电压的变化而变化,在电压变化范围大的应用中,其效率比较低;而在电压变化范围比较小的应用中,只有当输入和输出电压之间是整倍数关系时,它的效率才能达到最大,但这在电池供电的实际应用中很难达到。
mos管开关软起动典型电路
mos管开关软起动典型电路MOS管开关软起动典型电路是一种常用于电源开关和电机控制等应用中的电路设计。
它通过使用适当的电路元件和控制信号来实现MOS管的软起动,以避免电流突变和电压冲击,保护电路和设备。
下面是一种常见的MOS管开关软起动典型电路的示意图和详细说明:1. 电源部分,通常使用一个直流电源,如电池或电源适配器,提供所需的电压和电流。
2. 控制信号部分,通常使用微控制器、逻辑门电路或其他控制器来生成控制信号。
这些信号用于控制MOS管的开关状态。
3. MOS管部分,典型的MOS管开关电路中,使用N沟道MOS管或P沟道MOS管。
MOS管的选择取决于应用需求和电路设计。
4. 驱动电路部分,为了控制MOS管的开关,通常需要一个驱动电路。
驱动电路能够提供足够的电流和电压来驱动MOS管,确保其能够快速地开关。
5. 软起动电路部分,软起动电路是实现MOS管软起动的关键。
它通常包括电容器、电阻器和电感器等元件。
这些元件与MOS管和负载连接在一起,以实现电流的平滑变化和电压的稳定输出。
软起动电路的工作原理如下:在启动过程中,控制信号逐渐增加,通过驱动电路控制MOS管的导通和截止。
软起动电路中的电容器会逐渐充电,从而使电流和电压平稳上升。
当MOS管完全导通后,软起动电路中的电容器会充满电荷,并且负载电流将达到额定值。
在停止过程中,控制信号逐渐减小,通过驱动电路控制MOS管的截止。
软起动电路中的电容器会逐渐放电,从而使电流和电压平稳下降。
通过使用软起动电路,可以避免电流和电压的突变,减少电路和设备的损坏风险,提高系统的可靠性和稳定性。
总结起来,MOS管开关软起动典型电路是一种通过控制信号、驱动电路和软起动电路来实现MOS管平稳开关的电路设计。
它能够有效地保护电路和设备,提高系统的可靠性和稳定性。
MOS管驱动电路
MOS管寄生参数的影响和其驱动电路要点我们在应用MOS管和设计MOS管驱动的时候,有很多寄生参数,其中最影响MOS管开关性能的是源边感抗。
寄生的源边感抗主要有两种来源,第一个就是晶圆DIE和封装之间的Bond ing线的感抗,另外一个就是源边引脚到地的PCB走线的感抗(地是作为驱动电路的旁路电容和电源网络滤波网的返回路径)。
在某些情况下,加入测量电流的小电阻也可能产生额外的感抗。
我们分析一下源边感抗带来的影响:1.使得MOS管的开启延迟和关断延迟增加由于存在源边电感,在开启和关段初期,电流的变化被拽了,使得充电和放电的时间变长了。
同时源感抗和等效输入电容之间会发生谐振(这个谐振是由于驱动电压的快速变压形成的,也是我们在G端看到震荡尖峰的原因),我们加入的门电阻Rg和内部的栅极电阻Rm都会抑制这个震荡(震荡的Q值非常高)。
我们需要加入的优化电阻的值可以通过上述的公式选取,如果电阻过大则会引起G端电压的过冲(优点是加快了开启的过程),电阻过小则会使得开启过程变得很慢,加大了开启的时间(虽然G端电压会被抑制)。
园感抗另外一个影响是阻碍Id的变化,当开启的时候,初始时di/dt偏大,因此在原感抗上产生了较大压降,从而使得源点点位抬高,使得Vg电压大部分加在电感上面,因此使得G点的电压变化减小,进而形成了一种平衡(负反馈系统)。
另外一个重要的寄生参数是漏极的感抗,主要是有内部的封装电感以及连接的电感所组成。
在开启状态的时候Ld起到了很好的作用(Subber吸收的作用),开启的时候由于Ld的作用,有效的限制了di/dt/(同时减少了开启的功耗)。
在关断的时候,由于Ld的作用,Vds电压形成明显的下冲(负压)并显著的增加了关断时候的功耗。
下面谈一下驱动(直连或耦合的)的一些重要特性和典型环节:直连电路最大挑战是优化布局实际上驱动器和MOS管一般离开很远,因此在源级到返回路径的环路上存在很大的感抗,即使我们考虑使用地平面,那么我们仍旧需要一段很粗的PCB线连接源级和地平面。
MOS管工作原理及其驱动电路
功率场效应晶体管MOSFET1.概述MOSFET的原意是:MOS(Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体),FET(Field Effect Transistor场效应晶体管),即以金属层(M)的栅极隔着氧化层(O)利用电场的效应来控制半导体(S)的场效应晶体管。
功率场效应晶体管也分为结型和绝缘栅型,但通常主要指绝缘栅型中的MOS型(Metal Oxide Semiconductor FET),简称功率MOSFET(Power MOSFET)。
结型功率场效应晶体管一般称作静电感应晶体管(Static Induction Transistor——SIT)。
其特点是用栅极电压来控制漏极电流,驱动电路简单,需要的驱动功率小,开关速度快,工作频率高,热稳定性优于GTR,但其电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10kW的电力电子装置。
2.功率MOSFET的结构和工作原理功率MOSFET的种类:按导电沟道可分为P沟道和N沟道。
按栅极电压幅值可分为;耗尽型;当栅极电压为零时漏源极之间就存在导电沟道,增强型;对于N(P)沟道器件,栅极电压大于(小于)零时才存在导电沟道,功率MOSFET 主要是N沟道增强型。
2.1功率MOSFET的结构功率MOSFET的内部结构和电气符号如图1所示;其导通时只有一种极性的载流子(多子)参与导电,是单极型晶体管。
导电机理与小功率mos管相同,但结构上有较大区别,小功率MOS管是横向导电器件,功率MOSFET大都采用垂直导电结构,又称为VMOSFET(Vertical MOSFET),大大提高了MOSFET 器件的耐压和耐电流能力。
按垂直导电结构的差异,又分为利用V型槽实现垂直导电的VVMOSFET 和具有垂直导电双扩散MOS结构的VDMOSFET(Vertical Double-diffused MOSFET),本文主要以VDMOS器件为例进行讨论。
mos管光隔离驱动电路_概述及解释说明
mos管光隔离驱动电路概述及解释说明1. 引言1.1 概述随着电子技术的发展,MOS管光隔离驱动电路作为一种重要的电路设计方案被广泛应用。
该驱动电路能够将高压和低压两个不同电压系统之间进行有效地隔离,以保护高压系统中的敏感元件不受低压系统产生的干扰或噪声影响。
同时,该驱动电路还能提供可靠的信号传输功能,使得不同电压系统之间能够进行安全且可靠的通信。
1.2 文章结构本文分为五个主要部分来对MOS管光隔离驱动电路进行概述与解释说明。
首先是引言部分,介绍了本文所要讨论的主题背景、驱动电路在现代科技中的重要性以及文章的结构框架。
接下来,在第二部分中,我们将详细阐述MOS管光隔离驱动电路的定义、工作原理以及在各个应用领域中的具体应用。
第三部分将对MOS管光隔离驱动电路进行更加深入地探讨,包括对光隔离器件的介绍、驱动电路设计要点的解析,以及对该电路的优缺点分析。
在第四部分,我们将通过实验或案例分析来验证MOS管光隔离驱动电路的性能与可行性,并进行结果讨论与总结。
最后,在第五部分中,我们将对全文进行总结,并展望未来发展方向和应用前景。
1.3 目的本文旨在全面介绍MOS管光隔离驱动电路的概念和工作原理,并详细探讨其在各个领域中的应用。
通过对光隔离器件和驱动电路设计要点的解析,读者将能够更好地理解MOS管光隔离驱动电路的核心技术和关键特点。
同时,通过对该电路优缺点的分析以及实验或案例分析的展示,读者可以深入了解其性能表现及可行性。
最后,本文还将为读者提供关于未来发展方向和应用前景的展望,希望能够为相关领域的研究人员提供参考和启发。
2. MOS管光隔离驱动电路概述2.1 MOS管光隔离驱动电路的定义MOS管光隔离驱动电路是一种利用光隔离器件将控制信号从输入端传输到输出端,实现对MOS(金属氧化物半导体)管进行控制的电路。
通过使用光隔离器件,可以有效地隔离输入与输出之间的电路连接,以增强系统的安全性和可靠性。
2.2 工作原理MOS管光隔离驱动电路由两个主要部分组成:输入端和输出端。
mos管 三极管驱动电路
mos管三极管驱动电路三极管是一种常用的电子元件,也是许多电子设备中的重要组成部分。
它作为一种电流放大器,被广泛应用于各类电路中。
其中,三极管驱动电路是一种常见的电路拓扑结构,可以帮助我们实现对三极管的有效驱动和控制。
首先,我们来了解一下三极管驱动电路的基本结构。
通常,三极管驱动电路由电源、输入信号源、驱动电阻和三极管组成。
电源为整个电路提供所需的电压,输入信号源则为电路提供输入信号。
驱动电阻起到限流和限压的作用,保证输入信号在合适的范围内,而不会对三极管造成破坏。
三极管则充当放大器的角色,将输入信号放大到所需的幅度,并输出到负载上。
三极管驱动电路有许多应用场景,其中最常见的是在音频放大器中的应用。
在音频放大器中,三极管驱动电路起到了放大输入信号的作用,将其放大到足以驱动喇叭的幅度,从而使得声音能够在扩音器中放大播放。
此外,三极管驱动电路还广泛应用于调制解调器中,能够将调制信号解调成原始信号。
那么,在设计和搭建三极管驱动电路时,我们需要注意哪些问题呢?首先,我们需要正确选择驱动电阻的阻值。
驱动电阻的阻值大小直接影响到三极管的工作状态,如果选取不当,容易造成电流过大、功耗过高等问题。
其次,我们需要合理设置电源电压,过高的电压可能会损坏三极管,过低的电压则无法保证三极管正常工作。
此外,我们还应该注意保护电路中的相关元件,如添加限流电阻、过压保护电路等,以避免电路损坏。
对于三极管驱动电路的故障排除,我们可以通过以下几个方面来进行检查和修复。
首先,我们可以检查电源电压是否正常,是否有适当的电压输入。
其次,我们可以检查输入信号源是否正常,是否有合适的信号输入。
然后,我们需要检查驱动电阻和三极管是否短路或开路,如有问题需要进行相应的修复或替换。
最后,我们可以通过调整驱动电阻的阻值或电源电压的大小来优化电路的性能。
总的来说,三极管驱动电路是一种非常重要的电路结构,可以帮助我们实现对三极管的有效驱动和控制。
在设计和搭建电路时,我们需要注意选择合适的电阻和电压,同时还要关注电路中的保护措施。
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问题提出:
现在的MOS驱动,有几个特别的需求,
1,低压应用
当使用5V电源,这时候如果使用传统的图腾柱结构,由于三极管的be有0.7V 左右的压降,导致实际最终加在gate上的电压只有4.3V。
这时候,我们选用标称gate电压4.5V的MOS管就存在一定的风险。
同样的问题也发生在使用3V或者其他低压电源的场合。
2,宽电压应用
输入电压并不是一个固定值,它会随着时间或者其他因素而变动。
这个变动导致PWM电路提供给MOS管的驱动电压是不稳定的。
为了让MOS管在高gate电压下安全,很多MOS管内置了稳压管强行限制gate 电压的幅值。
在这种情况下,当提供的驱动电压超过稳压管的电压,就会引起较大的静态功耗。
同时,如果简单的用电阻分压的原理降低gate电压,就会出现输入电压比较高的时候,MOS管工作良好,而输入电压降低的时候gate电压不足,引起导通不够彻底,从而增加功耗。
3,双电压应用
在一些控制电路中,逻辑部分使用典型的5V或者3.3V数字电压,而功率部分使用12V甚至更高的电压。
两个电压采用共地方式连接。
这就提出一个要求,需要使用一个电路,让低压侧能够有效的控制高压侧的MOS 管,同时高压侧的MOS管也同样会面对1和2中提到的问题。
在这三种情况下,图腾柱结构无法满足输出要求,而很多现成的MOS驱动IC,似乎也没有包含gate电压限制的结构。
于是我设计了一个相对通用的电路来满足这三种需求。
电路图如下:
图1 用于NMOS的驱动电路
图2 用于PMOS的驱动电路
这里我只针对NMOS驱动电路做一个简单分析:
Vl和Vh分别是低端和高端的电源,两个电压可以是相同的,但是Vl不应该超
过Vh。
Q1和Q2组成了一个反置的图腾柱,用来实现隔离,同时确保两只驱动管Q3和Q4不会同时导通。
R2和R3提供了PWM电压基准,通过改变这个基准,可以让电路工作在PWM信号波形比较陡直的位置。
Q3和Q4用来提供驱动电流,由于导通的时候,Q3和Q4相对Vh和GND最低都只有一个Vce的压降,这个压降通常只有0.3V左右,大大低于0.7V的Vce。
R5和R6是反馈电阻,用于对gate电压进行采样,采样后的电压通过Q5对Q1和Q2的基极产生一个强烈的负反馈,从而把gate电压限制在一个有限的数值。
这个数值可以通过R5和R6来调节。
最后,R1提供了对Q3和Q4的基极电流限制,R4提供了对MOS管的gate电流限制,也就是Q3和Q4的Ice的限制。
必要的时候可以在R4上面并联加速电容。
这个电路提供了如下的特性:
1,用低端电压和PWM驱动高端MOS管。
2,用小幅度的PWM信号驱动高gate电压需求的MOS管。
3,gate电压的峰值限制
4,输入和输出的电流限制
5,通过使用合适的电阻,可以达到很低的功耗。
6,PWM信号反相。
NMOS并不需要这个特性,可以通过前置一个反相器来解决。