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电子知识

一文详解MOS管驱动电路的核心设计

作者:立深鑫电子        发布时间:06-05        点击:
摘要 : 究竟为何MOS管能在竞争激烈的电子行业中脱颖而出,我觉的最主要的原因莫过于MOS管绝佳的性能,如简化驱动电路、自适应能力强、抗干扰能力强等性能使得MOS管崛起的速度快,今天我们要说的是MOS管在驱动电路中的核心设计,为何能让MOS管在竞争如此激烈的电子市场存活。
MOS管电子产品生产中不可或缺的重要保护器件,在手机、笔记本电脑、蓝牙耳机等都有MOS管的身影,可以这样说,有便携式电子产品的地方一定有MOS管的存在,究竟为何MOS管能在竞争激烈的电子行业中脱颖而出,我觉的最主要的原因莫过于MOS管绝佳的性能,如简化驱动电路、自适应能力强、抗干扰能力强等性能使得MOS管崛起的速度快,今天我们要说的是MOS管在驱动电路中的核心设计,为何能让MOS管在竞争如此激烈的电子市场存活。

MOS管驱动电路
 
一、MOS管驱动电路的原理:
 
电子工程师一般认为MOS管是通过电压驱动的,不需要驱动电流。然而,就在MOS管的G S两级之间有结电容存在,也正是这个电容让驱动MOS变的神秘莫测。

MOS管如果不考虑纹波和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。
 
MOS管驱动电路
 
 
 
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
 
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MOS管驱动芯片如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,MOS管驱动芯片的内部结构。

二、MOS管驱动电路注意事项:

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。
 
MOS管驱动电路

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。