MOSFET管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

1、閆力生命信息與儀器工程學(xué)院一般認(rèn)為MOSFET是電壓驅(qū)動(dòng)的，不需要驅(qū)動(dòng)電流然而，在MOS的G S兩級(jí)之間有結(jié)電容存在，這個(gè)電容會(huì)讓驅(qū)動(dòng)MOS變的不那么簡(jiǎn)單如果不考慮紋波和EMI等要求的話，MOS管開關(guān)速度越快越好，因?yàn)殚_關(guān)時(shí)間越短，開關(guān)損耗越小，而在開關(guān)電源中開關(guān)損耗占總損耗的很大一部分，因此MOS管驅(qū)動(dòng)電路的好壞直接決定了電源的效率對(duì)于一個(gè)MOS管，如果把GS之間的電壓從0拉到管子的開啟電壓所用的時(shí)間越短，那么MOS管開啟的速度就會(huì)越快。與此類似，如果把MOS管的GS電壓從開啟電壓降到0V的時(shí)間越短，那么MOS管關(guān)斷的速度也就越快由此我們可以知道，如果想在更短的時(shí)間內(nèi)把GS電壓拉高或者拉低，

2、就要給MOS管柵極更大的瞬間驅(qū)動(dòng)電流。大家常用的PWM芯片輸出直接驅(qū)動(dòng)MOS或者用三極管放大后再驅(qū)動(dòng)MOS的方法，其實(shí)在瞬間驅(qū)動(dòng)電流這塊是有很大缺陷的。比較好的方法是使用專用的MOSFET驅(qū)動(dòng)芯片如TC4420來驅(qū)動(dòng)MOS管，這類的芯片一般有很大的瞬間輸出電流，而且還兼容TTL電平輸入因?yàn)轵?qū)動(dòng)線路走線會(huì)有寄生電感，而寄生電感和MOS管的結(jié)電容會(huì)組成一個(gè)LC振蕩電路，如果直接把驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端接到MOS管柵極的話，在PWM波的上升下降沿會(huì)產(chǎn)生很大的震蕩，導(dǎo)致MOS管急劇發(fā)熱甚至爆炸，一般的解決方法是在柵極串聯(lián)10歐左右的電阻，降低LC振蕩電路的Q值，使震蕩迅速衰減掉。因?yàn)镸OS管柵極高輸入阻抗的

3、特性，一點(diǎn)點(diǎn)靜電或者干擾都可能導(dǎo)致MOS管誤導(dǎo)通，所以建議在MOS管G S之間并聯(lián)一個(gè)10K的電阻以降低輸入阻抗如果擔(dān)心附近功率線路上的干擾耦合過來產(chǎn)生瞬間高壓擊穿MOS管的話，可以在GS之間再并聯(lián)一個(gè)18V左右的TVS瞬態(tài)抑制二極管，TVS可以認(rèn)為是一個(gè)反應(yīng)速度很快的穩(wěn)壓管，其瞬間可以承受的功率高達(dá)幾百至上千瓦，可以用來吸收瞬間的干擾脈沖。MOS管驅(qū)動(dòng)線路的環(huán)路面積要盡可能小，否則可能會(huì)引入外來的電磁干擾驅(qū)動(dòng)芯片的旁路電容要盡量靠近驅(qū)動(dòng)芯片的VCC和GND引腳，否則走線的電感會(huì)很大程度上影響芯片的瞬間輸出電流如果出現(xiàn)了這樣圓不溜秋的波形就等著核爆吧。有很大一部分時(shí)間管子都工作在線性區(qū)，損耗極

4、其巨大。一般這種情況是布線太長(zhǎng)電感太大，柵極電阻都救不了你，只能重新畫板子高頻振鈴嚴(yán)重的毀容方波。在上升下降沿震蕩嚴(yán)重，這種情況管子一般瞬間死掉。跟上一個(gè)情況差不多，進(jìn)線性區(qū)。BOOM!！原因也類似，主要是布線的問題又胖又圓的肥豬波。上升下降沿極其緩慢，這是因?yàn)樽杩共黄ヅ鋵?dǎo)致的。芯片驅(qū)動(dòng)能力太差或者柵極電阻太大。果斷換大電流的驅(qū)動(dòng)芯片，柵極電阻往小調(diào)調(diào)就OK了打腫臉充正弦的生于方波他們家的三角波驅(qū)動(dòng)電路阻抗超大發(fā)了。此乃管子必殺波。解決方法同上大眾臉型，人見人愛的方波。高低電平分明，電平這時(shí)候可以叫電平了，因?yàn)樗?。邊沿陡峭，開關(guān)速度快，損耗很小略有震蕩，可以接受，管子進(jìn)不了線性區(qū)，強(qiáng)迫癥的話

5、可以適當(dāng)調(diào)大柵極電阻方方正正的帥哥波無(wú)振鈴吳劍鋒無(wú)線性損耗的三無(wú)產(chǎn)品這就是最完美的波形了TC4420：比較常規(guī)的一款驅(qū)動(dòng)芯片，峰值電流6AMIC4452：引腳和TC4420完全兼容，但峰值電流9A，適合驅(qū)動(dòng)一些大一點(diǎn)的MOS，也可以驅(qū)動(dòng)小MOS以獲得極快的開關(guān)速度來擠效率（紋波可能會(huì)變大 ）IR2110：半橋自舉驅(qū)動(dòng)，2A輸出，用來驅(qū)動(dòng)半橋和全橋很好用，但I(xiàn)R2110并不是隔離芯片，所以需要注意布線和電路設(shè)計(jì)，防止高壓反灌回去燒掉主控TLP250：2A推挽輸出的光電耦合器，可以用來做隔離的MOS管驅(qū)動(dòng)，但光耦延時(shí)較大，不建議用在50K以上的頻率，做H橋隔離驅(qū)動(dòng)還是挺好用的。IXDD430：這個(gè)比較變態(tài)，30A的瞬間驅(qū)動(dòng)電流，適合應(yīng)用在像13年國(guó)賽題那樣完全不考慮紋波只在乎效率的場(chǎng)合中，當(dāng)然價(jià)格也十分感人，不到萬(wàn)不得已不建議使用在中小功率全橋和半橋開關(guān)電源中常使用柵極驅(qū)動(dòng)變壓器來驅(qū)動(dòng)MOS管更大功率的開關(guān)電源和變頻器一般使用懸浮驅(qū)動(dòng)電路，需要多路隔離電源，采用光耦或者脈沖變壓器傳遞驅(qū)動(dòng)信號(hào)，電路比較復(fù)雜，但性能非常好在