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每周了解几个硬件知识+MOSFET驱动电路的影响知识分享

工程师
2024-05-30 19:56:19     打赏

MOSFET驱动电路的影响主要体现在以下几个方面,以下将结合参考文章中的信息,以清晰、分点的方式进行归纳和总结:

  1. 开关性能

    • 驱动电路的好坏直接影响MOSFET的开关性能。好的驱动电路应能提供足够大的充电电流使栅源电压上升到需要值,保证开关管快速开通且不存在上升沿的高频震荡。

    • 同时,驱动电路在关断瞬间能提供一个低阻抗通路供MOSFET栅源间电压快速泻放,保证开关管能快速关断。

  2. 导通损耗

    • MOS管导通后存在导通电阻,电流在电阻上消耗能量,产生导通损耗。选择导通电阻小的MOS管可以减小导通损耗。

    • 导通和截止过程不是瞬间完成的,这段时间内电压和电流的乘积称为开关损失,通常开关损失比导通损失大得多,且开关频率越快,损失也越大。

  3. EMI(电磁干扰)

    • 快速的开关速度虽然可以提高效率,但也可能导致更高的EMI。当MOSFET在高频下快速切换时,它会产生电磁噪声,可能干扰其他电子设备或系统。

    • 优化驱动电路对于ACDC电源、电脑适配器等,可以提高EMI性能。

  4. 驱动电阻的影响

    • 驱动电阻增大,驱动上升变慢,开关过程延长,对EMI有好处,但开关损耗会增大。

    • 因此,选择合适的驱动电阻非常重要。

  5. 驱动电路结构

    • 驱动电路的结构对性能也有重要影响。例如,不隔离互补驱动电路简单,但抗干扰性较差;隔离驱动电路如正激驱动电路和有隔离变压器互补驱动电路,具有电气隔离作用,但可能消耗较大或输出电压幅值随占空比变化而变化。

  6. 驱动电压

    • NMOS在Vgs大于一定值时导通,PMOS在Vgs小于一定值时导通。因此,驱动电路需要提供足够的电压来确保MOSFET可靠地导通或关断。

  7. 稳定性

    • 驱动电路应保证MOSFET栅源间电压在导通期间保持稳定,避免受到干扰产生误导通。

驱动电路的影响主要表现在辐射段30~100MHz,使用慢开快关的原则,常用的

驱动电路有如下图 电路的驱动信号的高低电平只有一个路径,开和关的信号通过同一个电阻R1,此驱动电路最简单,但该电路局限性太大,一般用于信号开关相关的回路或者驱动电阻较小的功率回路。

图 所示的电路驱动开的路径经过 R1,关的路径通过 VD1回到芯片,工程中这种用法比较常见,关断速度还可以接受,一般用在中小功率段比较多。

最基本的驱动电路、加快关断速度的驱动电路:

image.png

图 所示的电路驱动开的路径经过R1,关的路径通过 VD1和R2回到芯片工程中这种用法也比较常见,开关速度可以更灵活的调节,一般用在中小功率段比较多。

图 所示的电路驱动开的路径经过 R1和 VD1,关的路径经过 Q,,使用 VD1的目的是保证 MOSFET关断的线路只能通过O,来完成,R2是保证Q,的正常开通。此线路在关的时候不依靠芯片本身的拉电流能力,所以在大功率器件使用的时候,能很好地保证 MOSFET的关断,提高了驱动电路的可靠性。各种功率段都可使用,线路灵活可靠。

加快关断速度,且限制关断电流尖峰的驱动电路、大电流抽流驱动电路:

image.png

其他还有许多变种,但无非都是在关断时间,以及关断时的电流尖峰抑制上做文章,当然,由于芯片驱动引脚输出到真正的MOSFET之间加了一级驱动电路,所以也要保证驱动电路的加入不会改变芯片原始的输出特性,如输出幅度、输出频率和占空比等。










关键词: 每周了解几个硬件知识    

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