Знаете ли схемата на драйвера на MOSFET?

Драйверната схема на MOSFET е важна част от силовата електроника и дизайна на веригата, която е отговорна за осигуряването на достатъчна способност за задвижване, за да се гарантира, че MOSFET може да работи правилно и надеждно. Следва подробен анализ на драйверните схеми на MOSFET:

I. Роля на задвижващата верига

Осигурете достатъчен капацитет на задвижването:Тъй като задвижващият сигнал често се подава от контролер (напр. DSP, микроконтролер), задвижващото напрежение и ток може да не са достатъчни за директно включване на MOSFET, така че е необходима задвижваща верига, която да съответства на възможностите на задвижването.

Осигурете добри условия за превключване:Веригата на драйвера трябва да гарантира, че MOSFET не са нито твърде бързи, нито твърде бавни по време на превключване, за да се избегнат проблеми с EMI и прекомерни загуби при превключване.

Уверете се в надеждността на устройството:Поради наличието на паразитни параметри на превключващото устройство, пикове напрежение-ток могат да се генерират по време на провеждане или изключване и веригата на драйвера трябва да потисне тези пикове, за да защити веригата и устройството.

II. Видове задвижващи вериги

 

Неизолиран драйвер

Директно задвижване:Най-простият начин за задвижване на MOSFET е да свържете задвижващия сигнал директно към портата на MOSFET. Този метод е подходящ за случаи, когато способността за шофиране е достатъчна и изискването за изолация не е високо.

Bootstrap верига:Използвайки принципа, че напрежението на кондензатора не може да бъде променено рязко, напрежението автоматично се вдига, когато MOSFET промени своето състояние на превключване, като по този начин управлява високоволтовия MOSFET. Този подход обикновено се използва в случаите, когато MOSFET не може да споделя обща основа с драйвер IC, като BUCK вериги.

Изолиран драйвер

Изолация на оптрона:Изолирането на задвижващия сигнал от главната верига се постига чрез оптрони. Оптронът има предимствата на електрическа изолация и силна способност срещу смущения, но честотната характеристика може да бъде ограничена, а животът и надеждността могат да бъдат намалени при тежки условия.

Изолация на трансформатора:Използването на трансформатори за постигане на изолация на задвижващия сигнал от главната верига. Изолацията на трансформатора има предимствата на добра високочестотна характеристика, високо напрежение на изолация и т.н., но дизайнът е относително сложен и податлив на паразитни параметри.

Трето, дизайнът на точките на управляващата верига

Задвижващо напрежение:Трябва да се гарантира, че задвижващото напрежение е по-високо от праговото напрежение на MOSFET, за да се гарантира, че MOSFET може да провежда надеждно. В същото време напрежението на задвижването не трябва да бъде твърде високо, за да се избегне повреда на MOSFET.

Задвижващ ток:Въпреки че MOSFET са устройства, управлявани от напрежение и не изискват много непрекъснат ток на задвижване, пиковият ток трябва да бъде гарантиран, за да се осигури определена скорост на превключване. Следователно веригата на драйвера трябва да може да осигури достатъчен пиков ток.

Задвижващ резистор:Задвижващият резистор се използва за контролиране на скоростта на превключване и потискане на токовите пикове. Изборът на стойността на резистора трябва да се основава на конкретната верига и характеристиките на MOSFET. Като цяло, стойността на резистора не трябва да бъде твърде голяма или твърде малка, за да се избегне повлияване на ефекта на задвижване и работата на веригата.

Оформление на печатни платки:По време на оформлението на печатни платки дължината на подравняването между веригата на драйвера и портата на MOSFET трябва да бъде съкратена възможно най-много, а ширината на подравняването трябва да бъде увеличена, за да се намали влиянието на паразитната индуктивност и съпротивление върху ефекта на задвижване. В същото време ключови компоненти като задвижващи резистори трябва да бъдат поставени по-близо до MOSFET порта.

IV. Примери за приложения

Драйверните вериги на MOSFET се използват широко в различни силови електронни устройства и вериги, като импулсни захранвания, инвертори и моторни задвижвания. В тези приложения проектирането и оптимизирането на драйверните вериги са критични за подобряване на производителността и надеждността на устройствата.

В обобщение, управляващата верига на MOSFET е незаменима част от силовата електроника и дизайна на веригата. Чрез разумно проектиране на веригата на драйвера, той може да гарантира, че MOSFET работи нормално и надеждно, като по този начин подобрява производителността и надеждността на цялата верига.