快速成長(zhǎng):如何計(jì)算MOS驅(qū)動(dòng)電路的參數(shù)
本文中,小編將在本文中介紹如何去計(jì)算MOS驅(qū)動(dòng)電路的參數(shù),如果你想對(duì)MOS驅(qū)動(dòng)電路的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí),或者想要增進(jìn)對(duì)MOS驅(qū)動(dòng)電路的了解程度,不妨請(qǐng)看以下內(nèi)容哦。
一、驅(qū)動(dòng)電路
驅(qū)動(dòng)電路在電子系統(tǒng)中具有重要的作用,主要有以下幾個(gè)方面:
1. 信號(hào)轉(zhuǎn)換:驅(qū)動(dòng)電路將來(lái)自控制電路的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為適合執(zhí)行器(如電機(jī)、繼電器等)操作的電流、電壓或功率信號(hào)。它能夠?qū)⒌碗娖?、小電流的控制信?hào)轉(zhuǎn)換為能夠驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器的高電平、大電流信號(hào)。
2. 功率輸出:驅(qū)動(dòng)電路提供所需的功率輸出,以滿足執(zhí)行器的工作要求。不同的執(zhí)行器可能需要不同的功率輸出,驅(qū)動(dòng)電路要能夠根據(jù)需求提供足夠的功率和電流。
3. 控制執(zhí)行器的動(dòng)作:驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)控制輸出信號(hào)的開(kāi)關(guān)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行器的啟動(dòng)、停止、加速、減速和反轉(zhuǎn)等操作。它能夠根據(jù)控制信號(hào)的變化,精確控制執(zhí)行器的運(yùn)動(dòng)或操作。
4. 保護(hù)系統(tǒng)安全:驅(qū)動(dòng)電路通常包含保護(hù)電路,用于監(jiān)測(cè)和處理系統(tǒng)中的異常情況,如過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱等。保護(hù)電路可以防止執(zhí)行器或驅(qū)動(dòng)電路因異常而損壞,并保證系統(tǒng)的安全和可靠性。
5. 提供驅(qū)動(dòng)控制接口:驅(qū)動(dòng)電路通常提供與其他系統(tǒng)組件的接口,如控制電路、傳感器、通信模塊等。通過(guò)這些接口,可以實(shí)現(xiàn)與其他系統(tǒng)部件的數(shù)據(jù)交互和聯(lián)動(dòng)控制。
二、MOS驅(qū)動(dòng)電路的參數(shù)計(jì)算
我的實(shí)際工作中碰到最多的驅(qū)動(dòng)電路是以下這種能夠控制開(kāi)關(guān)速度的驅(qū)動(dòng)電路,我就以它舉例做進(jìn)一步的分析。
如圖,在驅(qū)動(dòng)電阻Rg2上并聯(lián)一個(gè)二極管。其中D1常用快恢復(fù)二極管,使關(guān)斷時(shí)間減小同時(shí)減小關(guān)斷損耗,Rg1可以限制關(guān)斷電流,R1為mos管柵源極的下拉電阻,給mos管柵極積累的電荷提供泄放回路。( 根據(jù)MOSFET柵極高輸入阻抗的特性,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R1也起降低輸入阻抗作用,一般取值在10k~幾十k )
Lp為驅(qū)動(dòng)走線的雜散寄生電感,包括驅(qū)動(dòng)IC引腳、MOS引腳、PCB走線的感抗,精確的數(shù)值很難確定,通常取幾十nH。
驅(qū)動(dòng)電阻Rg的計(jì)算:
驅(qū)動(dòng)走線的寄生電感和MOS管的結(jié)電容會(huì)組成一個(gè)LC振蕩電路,如果驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端直接到柵極的話,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)電阻,降低LC振蕩電路的Q值,使震蕩迅速衰減掉。
驅(qū)動(dòng)電阻下限值:
當(dāng)mos開(kāi)通瞬間,Vcc通過(guò)驅(qū)動(dòng)電阻給Ciss=Cgs+Cgd充電,如上圖所示(忽略下拉電阻R1的影響)。根據(jù)LC震蕩電路模型,可以列出回路在復(fù)頻域內(nèi)對(duì)應(yīng)的方程。
求解出i g ,并化為典型二階系統(tǒng)的形式
再根據(jù)LC振蕩電路求解二階系統(tǒng)阻尼系比
那么根據(jù)LC振蕩電路的特性,為了保證驅(qū)動(dòng)電流ig不發(fā)生震蕩,該系統(tǒng)要處于過(guò)阻尼的狀態(tài);即阻尼比必須大于1,則方程式解得Rg=Rg1+Rg2的下限范圍
驅(qū)動(dòng)關(guān)斷電阻上限值:
MOS關(guān)斷時(shí),Vds會(huì)產(chǎn)生很大的dv/dt,那么由于寄生電容Cgd的存在,就會(huì)對(duì)回路進(jìn)行放電繼而產(chǎn)生較大的電流,根據(jù)公式:Ic=Cdv/dt。那么回路上Igd流過(guò)驅(qū)動(dòng)電阻Rg,又會(huì)在GS間產(chǎn)生一個(gè)電壓Vgoff=IgdxRg。這樣我們的方向就是不能讓其高于MOS導(dǎo)通的門檻電壓Vth以避免誤導(dǎo)通。
那么列出不等式
則解得驅(qū)動(dòng)電阻Rgoff=Rg1的取值范圍
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