Знаете ли вы схему драйвера MOSFET?

Схема драйвера MOSFET является важной частью силовой электроники и схемотехники, которая отвечает за обеспечение достаточной мощности управления, гарантирующей правильную и надежную работу MOSFET. Ниже приводится подробный анализ схем драйвера MOSFET:

I. Роль схемы привода

Обеспечьте достаточную емкость привода:Поскольку сигнал возбуждения часто подается от контроллера (например, DSP, микроконтроллера), напряжения и тока возбуждения может быть недостаточно для непосредственного включения МОП-транзистора, поэтому требуется схема управления, соответствующая возможностям управления.

Обеспечьте хорошие условия переключения:Схема драйвера должна гарантировать, что МОП-транзисторы не будут работать ни слишком быстро, ни слишком медленно во время переключения, чтобы избежать проблем с электромагнитными помехами и чрезмерных потерь при переключении.

Убедитесь в надежности устройства:Из-за наличия паразитных параметров коммутационного устройства во время проводимости или выключения могут возникать всплески напряжения-тока, и схема драйвера должна подавлять эти всплески для защиты схемы и устройства.

II. Типы цепей привода

Неизолированный драйвер

Прямой привод:Самый простой способ управления полевым МОП-транзистором — подключить управляющий сигнал непосредственно к затвору полевого МОП-транзистора. Этот метод подходит для случаев, когда возможности вождения достаточны, а требования к изоляции не высоки.

Схема начальной загрузки:Используя принцип, согласно которому напряжение конденсатора не может быть изменено резко, напряжение автоматически повышается, когда МОП-транзистор меняет свое состояние переключения, тем самым приводя в действие высоковольтный МОП-транзистор. Этот подход обычно используется в тех случаях, когда МОП-транзистор не может иметь общее заземление с IC драйвера, например схемы BUCK.

Изолированный драйвер

Изоляция оптопары:Изоляция сигнала возбуждения от основной цепи достигается с помощью оптронов. Оптопара имеет преимущества электрической изоляции и сильной защиты от помех, но частотная характеристика может быть ограничена, а срок службы и надежность могут снизиться в суровых условиях.

Изоляция трансформатора:Использование трансформаторов для изоляции сигнала возбуждения от основной цепи. Изоляция трансформатора имеет такие преимущества, как хороший высокочастотный отклик, высокое напряжение изоляции и т. д., но конструкция относительно сложна и подвержена паразитным параметрам.

В-третьих, конструкция точек цепи управления

Напряжение привода:Необходимо убедиться, что напряжение возбуждения выше порогового напряжения полевого МОП-транзистора, чтобы гарантировать надежную работу полевого МОП-транзистора. В то же время напряжение возбуждения не должно быть слишком высоким, чтобы избежать повреждения МОП-транзистора.

Ток привода:Хотя МОП-транзисторы являются устройствами, управляемыми напряжением, и не требуют большого постоянного тока возбуждения, необходимо гарантировать пиковый ток, чтобы обеспечить определенную скорость переключения. Следовательно, схема драйвера должна обеспечивать достаточный пиковый ток.

Приводной резистор:Приводной резистор используется для управления скоростью переключения и подавления скачков тока. Выбор номинала резистора должен основываться на конкретной схеме и характеристиках МОП-транзистора. Как правило, значение резистора не должно быть слишком большим или слишком маленьким, чтобы не влиять на эффект управления и производительность схемы.

Расположение печатной платы:При разводке печатной платы длина выравнивания между схемой управления и затвором МОП-транзистора должна быть максимально сокращена, а ширина выравнивания должна быть увеличена, чтобы уменьшить влияние паразитной индуктивности и сопротивления на эффект управления. В то же время ключевые компоненты, такие как управляющие резисторы, следует размещать ближе к затвору МОП-транзистора.

IV. Примеры приложений

Схемы драйверов MOSFET широко используются в различных силовых электронных устройствах и схемах, таких как импульсные источники питания, инверторы и приводы двигателей. В этих приложениях проектирование и оптимизация схем драйверов имеют решающее значение для повышения производительности и надежности устройств.

Таким образом, схема управления MOSFET является неотъемлемой частью силовой электроники и схемотехники. Разумно спроектировав схему драйвера, можно гарантировать нормальную и надежную работу МОП-транзистора, тем самым улучшая производительность и надежность всей схемы.