關于開關電源的型號的選擇方法,你知道嗎?


原標題:關于開關電源的型號的選擇方法,你知道嗎?
分立元件MOS管驅動電路的設計需綜合考慮MOS管特性、驅動需求及電路可靠性,以下從驅動原理、典型電路、關鍵元件作用及調試要點展開分析:
一、驅動原理與核心要求
驅動需求
MOS管柵極存在寄生電容(Cgs、Cgd),驅動電路需提供足夠電流以快速充放電柵極電容,實現(xiàn)快速開關。例如,小功率MOS管的Cgs通常在幾百pF至幾nF,驅動電流需達安培級才能實現(xiàn)數(shù)十納秒的開關時間。電壓要求
NMOS:柵極電壓需高于源極電壓(Vgs > Vth,閾值電壓通常2-4V),高端驅動時需自舉電路提升柵極電壓。
PMOS:柵極電壓需低于源極電壓(Vgs < Vth),適合低端驅動,但導通電阻較大,應用較少。
保護機制
需加入柵極電阻(Rg)限制充放電電流,防止振蕩;下拉電阻(Rpd,10kΩ-100kΩ)泄放柵極電荷,避免誤觸發(fā)。
二、典型分立元件驅動電路
圖騰柱驅動電路
當輸入為高電平時,NPN三極管導通,PNP三極管截止,驅動電流通過NPN管流向MOS管柵極。
當輸入為低電平時,PNP三極管導通,NPN三極管截止,驅動電流通過PNP管流向地,快速泄放柵極電荷。
結構:由NPN和PNP三極管組成推挽輸出,提供雙向驅動電流。
應用:適用于低端驅動(源極接地),如電機驅動中的H橋電路。
示例:
自舉驅動電路
當高端MOS管關斷時,自舉電容通過二極管充電至接近電源電壓。
當高端MOS管導通時,源極電壓升高,自舉電容電壓疊加在電源電壓上,為柵極提供足夠驅動電壓。
結構:利用自舉電容(Cboot)在高端驅動時提升柵極電壓。
應用:適用于高端驅動(源極不接地),如半橋或全橋電路。
示例:
加速關斷電路
結構:在柵極電阻上并聯(lián)快恢復二極管和電阻。
作用:關斷時,二極管導通,提供低阻抗放電通路,加速柵極電荷泄放,減小關斷時間和損耗。
三、關鍵元件作用與選型
自舉電容(Cboot)
作用:存儲電荷,為高端MOS管柵極提供驅動電壓。
選型:耐壓需高于電源電壓,容值需滿足驅動電流需求(通常幾十nF至幾百nF)。
柵極電阻(Rg)
作用:限制充放電電流,防止振蕩;調節(jié)開關速度。
選型:阻值通常為幾歐姆至幾十歐姆,功率需滿足驅動電流要求。
下拉電阻(Rpd)
作用:泄放柵極電荷,避免誤觸發(fā);提供靜電保護。
選型:阻值通常為10kΩ-100kΩ,功率較小。
快恢復二極管
作用:加速關斷時柵極電荷泄放。
選型:反向恢復時間短(<100ns),耐壓和電流需滿足電路要求。
四、調試要點與常見問題解決
驅動波形異常
現(xiàn)象:柵極電壓波形上升/下降時間過長,或有振蕩。
原因:驅動電流不足、柵極電阻過大、布局布線不合理。
解決:減小柵極電阻、優(yōu)化PCB布局(縮短柵極走線)、增加驅動電流。
MOS管發(fā)熱
現(xiàn)象:MOS管溫度過高。
原因:開關損耗大(開關速度慢)、導通損耗大(驅動電壓不足)。
解決:優(yōu)化驅動電路(提高開關速度)、確保驅動電壓足夠(Vgs > Vth+2V)。
自舉電容電壓不足
現(xiàn)象:高端MOS管無法完全導通。
原因:自舉電容容值不足、充電回路阻抗大。
解決:增大自舉電容容值、減小充電回路阻抗(如減小二極管壓降)。
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