Känner du till MOSFET-drivkretsen?

MOSFET-drivkretsen är en avgörande del av kraftelektroniken och kretsdesignen, som är ansvarig för att tillhandahålla tillräcklig drivkapacitet för att säkerställa att MOSFET kan fungera korrekt och tillförlitligt. Följande är en detaljerad analys av MOSFET-drivkretsar:

I. Drivkretsens roll

Ge tillräcklig drivkapacitet:Eftersom drivsignalen ofta ges från en styrenhet (t.ex. DSP, mikrokontroller) kanske drivspänningen och strömmen inte är tillräckliga för att direkt slå på MOSFET, så en drivkrets krävs för att matcha drivkapaciteten.

Säkerställ bra omkopplingsförhållanden:Drivkretsen måste se till att MOSFET:erna varken är för snabba eller för långsamma under växling för att undvika EMI-problem och överdrivna växlingsförluster.

Säkerställ tillförlitligheten hos enheten:På grund av närvaron av parasitära parametrar för omkopplingsanordningen, kan spännings-strömspikar genereras under ledning eller avstängning, och drivkretsen behöver undertrycka dessa toppar för att skydda kretsen och anordningen.

II. Typer av drivkretsar

 

Icke-isolerad förare

Direct Drive:Det enklaste sättet att driva MOSFET är att ansluta drivsignalen direkt till MOSFET:ens grind. Denna metod är lämplig för tillfällen där körförmågan är tillräcklig och isoleringskravet inte är högt.

Bootstrap-krets:Genom att använda principen att kondensatorspänningen inte kan ändras abrupt, höjs spänningen automatiskt när MOSFET ändrar sitt kopplingstillstånd, vilket driver högspännings-MOSFET. Detta tillvägagångssätt används ofta i fall där MOSFET inte kan dela en gemensam jord med drivrutin-IC, såsom BUCK-kretsar.

Isolerad förare

Optokopplarisolering:Isoleringen av drivsignalen från huvudkretsen uppnås genom optokopplare. Optokopplaren har fördelarna med elektrisk isolering och stark anti-interferensförmåga, men frekvenssvaret kan vara begränsat, och livslängden och tillförlitligheten kan reduceras under svåra förhållanden.

Transformatorisolering:Användningen av transformatorer för att uppnå isolering av drivsignalen från huvudkretsen. Transformatorisolering har fördelarna med bra högfrekvenssvar, hög isolationsspänning, etc., men designen är relativt komplex och mottaglig för parasitära parametrar.

För det tredje, utformningen av drivkretsen poäng

Drivspänning:Det bör säkerställas att drivspänningen är högre än tröskelspänningen för MOSFET för att säkerställa att MOSFET kan leda tillförlitligt. Samtidigt bör drivspänningen inte vara för hög för att undvika att MOSFET skadas.

Drivström:Även om MOSFET:er är spänningsdrivna enheter och inte kräver mycket kontinuerlig drivström, måste toppströmmen garanteras för att säkerställa en viss omkopplingshastighet. Därför bör drivkretsen kunna ge tillräcklig toppström.

Drivmotstånd:Drivmotståndet används för att styra omkopplingshastigheten och undertrycka strömspikar. Valet av resistorvärde bör baseras på den specifika kretsen och egenskaperna hos MOSFET. I allmänhet bör resistorvärdet inte vara för stort eller för litet för att undvika att påverka driveffekten och kretsprestanda.

PCB-layout:Under PCB-layout bör längden på inriktningen mellan drivkretsen och MOSFET-grinden förkortas så mycket som möjligt, och bredden på inriktningen bör ökas för att minska påverkan av parasitisk induktans och motstånd på driveffekten. Samtidigt bör nyckelkomponenter som drivmotstånd placeras närmare MOSFET-porten.

IV. Exempel på applikationer

MOSFET-drivkretsar används i stor utsträckning i en mängd olika kraftelektroniska enheter och kretsar, såsom switchande strömförsörjning, växelriktare och motordrivningar. I dessa applikationer är designen och optimeringen av drivkretsarna avgörande för att förbättra prestanda och tillförlitlighet hos enheterna.

Sammanfattningsvis är MOSFET-drivkretsen en oumbärlig del av kraftelektronik och kretsdesign. Genom att rimligt utforma drivkretsen kan den säkerställa att MOSFET fungerar normalt och tillförlitligt, vilket förbättrar prestandan och tillförlitligheten för hela kretsen.