(原创干货)MOS管驱动电路分析

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查看24521 | 回复0 | 2024-1-1 20:48:41 | 显示全部楼层 |阅读模式


Mos管驱动有多种方式,有专用驱动芯片驱动,也有用其他的器件搭建的驱动,下面就讲解下目前比较流行的几种驱动方式。

最简单的方式就是电源管理芯片直接驱动,电源芯片都是有直接驱动MOS管的能力的,只是在应用这种驱动方式的时候。

1、需要去注意下我们芯片规格里面的Sink/Source Capability,不同的芯片对应的参数是不一样的。

2、了解下MOSFET的寄生电容,比如图上的Cgd,Cgs等,我们MOS管开通的时候就是在给Cgd,Cgs在充电,如果这两个电容的容值比较大的话,那么驱动的能力就需要加大,如果驱动能量不够可能导致MOS管驱动不开而增加损耗,一般对于小功率的电源用的MOS管电流不是很大,用芯片直接驱动是可以的,有些芯片在规格书里面指出芯片最大能做多W的电源。下面的电路是芯片通过电阻直接驱动,开通与关断的速度一样。



我们很多的时候为了让开通的速度变慢点,关断的速度变快点,这是因为关断的时候,电压一般要比开通的时候高,这的话关断的损耗要比开通时的损耗大,为了解决这一个问题,我可以通过吧关断速度减小,这样就可以减小关断速度。具体做法就是如下面的图。看下面的图,可以看到MOS管在开通的时候,有R1与R4限流,然后对MOS管电容充电,当关断的时候,R4的电阻上面的电压被钳位在0.7V(这里认为二极管的VF就是0.7V),大于0.7V后,电流充二极管上面流过,然后与R1串联放电,这样等减小了驱动电阻,让MOS管快速的关断,减小了关断损耗,这一个电路中,一般R1与R4的电阻参数的匹配,一般R1要小于R4,比如R1 是22Ω,R4是47Ω的参数,当然这一参数不是固定的,是可以改变,不同的MOS管的参数是不一样的。虽然加快了关断速度,但是这样一来的就要去电源芯片的驱动能力变大,有些芯片能力不够的可以通过增加PNP三极管来实现。



下面的图就是增加三极管的驱动电路,MOS开通的时候还是让芯片来直接驱动,关断的时候通过三极管来放电,让三极管工作在放电状态,让三极管的be电流来控制ec电流来泄放MOS管的栅极电容的电荷,ec的电流是通过be电流放大的,只要三极管的ce电流足够就可以了,这样的电源IC所需的关断能力就要小很多,解决了关断速度开的问题,同时也解决了IC驱动能力不足的问题。



解决了关断的能力,对于一些功率比较的的电源,里面的MOS管可能电流比较大,驱动电容非常的大,甚至出现多颗电源并联等,这个时候电源芯片可能直接驱动MOS管的能力就不够了,同时会出现芯片与MOS管距离比较远的现象,如果直接用芯片驱动,PCB上面的线感也比较大,那可以根据上面的关断的时候增加三极管来驱动MOS,在开通的时候也可以增加三极管来驱动MOS管,这样的芯片的驱动能就大大的减小了。如下图所示,就是我们的增加了两个三极管,这就是推挽电路也叫图腾柱电路。他有两大好处。

1、使芯片的驱动能量得到放大,可以同时驱动多个MOS管,都有足够的能量,把大部分驱动的功耗都分散到了图腾柱上面,让芯片的功耗减小了,避免芯片温度高的问题。

2、图腾柱电路可以在PCB画板的时候随意移动,这样的可以靠近MOS管,让MOS管的开通与关断的驱动电路上面的线感非常小,避免一些没有必要的误动作。



上面的几种电路MOS管与芯片都是共地的,有时候会出现不共地的时候,比如半桥的上管MOS管,这种不共地的MOS要驱动的时候,就会用到了隔离变压,对于隔离变压的应用很多时候是下面的电路,就是增加了隔离变压,同时增加了一个RC滤波电路,其中R1目的是抑制PCB板上寄生的电感与C1形成LC振荡,C1的目的是隔开直流,通过交流,同时也能防止磁芯饱和。




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