Veľký balík MOSFET Driver Circuit

Po prvé, typ a štruktúra MOSFET, MOSFET je FET (ďalší je JFET), môže byť vyrobený na vylepšený alebo vyčerpaný typ, P-kanál alebo N-kanál celkom štyri typy, ale skutočná aplikácia iba vylepšeného N -kanálové MOSFETy a vylepšené P-kanálové MOSFETy, ktoré sa zvyčajne označujú ako NMOSFET, alebo PMOSFET sa vzťahuje na zvyčajne spomínaný NMOSFET, alebo PMOSFET sa vzťahuje na tieto dva druhy. Pre tieto dva typy vylepšených MOSFETov sa častejšie používajú NMOSFET kvôli ich nízkemu odporu a ľahkej výrobe. Preto sa NMOSFET vo všeobecnosti používajú v aplikáciách spínaného napájania a motorového pohonu a nasledujúci úvod sa tiež zameriava na NMOSFET. parazitná kapacita existuje medzi tromi kolíkmiMOSFET, čo nie je potrebné, ale skôr kvôli obmedzeniam výrobného procesu. Prítomnosť parazitnej kapacity spôsobuje, že návrh alebo výber budiaceho obvodu je trochu komplikovaný. Medzi zvodom a zdrojom je parazitna dioda. Toto sa nazýva dióda tela a je dôležité pri poháňaní indukčných záťaží, ako sú motory. Mimochodom, dióda tela je prítomná iba v jednotlivých MOSFET a zvyčajne nie je prítomná vo vnútri čipu IC.

TerazMOSFETpohon nízkonapäťových aplikácií, pri použití 5V napájacieho zdroja, tentoraz, ak použijete tradičnú štruktúru totemu, dôjde v dôsledku tranzistora k poklesu napätia o cca 0,7V, výsledkom čoho je skutočný konečný pridaný k bráne na napätí len 4,3 V. V tomto momente volíme nominálne hradlové napätie 4,5 V MOSFET na existenciu určitých rizík. Rovnaký problém sa vyskytuje pri použití 3V alebo iných nízkonapäťových zdrojov napájania. Dvojité napätie sa používa v niektorých riadiacich obvodoch, kde logická časť používa typické digitálne napätie 5V alebo 3,3V a výkonová časť používa 12V alebo dokonca vyššie. Tieto dve napätia sú spojené pomocou spoločnej zeme. To kladie požiadavku na použitie obvodu, ktorý umožňuje nízkonapäťovej strane efektívne riadiť MOSFET na vysokonapäťovej strane, zatiaľ čo MOSFET na vysokonapäťovej strane bude čeliť rovnakým problémom uvedeným v 1 a 2.

Vo všetkých troch prípadoch štruktúra totemu nemôže spĺňať výstupné požiadavky a zdá sa, že mnohé bežné integrované obvody MOSFET ovládača neobsahujú štruktúru obmedzujúcu napätie hradla. Vstupné napätie nie je pevná hodnota, mení sa v závislosti od času alebo iných faktorov. Táto zmena spôsobuje, že budiace napätie poskytované MOSFET obvodom PWM je nestabilné. Aby bol MOSFET bezpečný pred vysokým napätím hradla, mnohé MOSFETy majú vstavané regulátory napätia na násilné obmedzenie amplitúdy hradlového napätia. V tomto prípade, keď je napätie pohonu poskytnuté viac ako regulátor napätia, spôsobí súčasne veľkú statickú spotrebu energie, ak jednoducho použijete princíp deliča napätia na odpore na zníženie napätia brány, dôjde k relatívne vysokej vstupné napätie,MOSFETfunguje dobre, zatiaľ čo vstupné napätie sa zníži, keď napätie hradla nie je dostatočné na to, aby spôsobilo neúplné vedenie, čím sa zvyšuje spotreba energie.

Relatívne bežný obvod je tu iba pre obvod ovládača NMOSFET na vykonanie jednoduchej analýzy: Vl a Vh sú napájacie zdroje nižšej a vyššej kategórie, dve napätia môžu byť rovnaké, ale Vl by nemalo prekročiť Vh. Q1 a Q2 tvoria obrátený totem, ktorý sa používa na realizáciu izolácie a súčasne na zabezpečenie toho, že dve budiace trubice Q3 a Q4 nebudú súčasne vodivé. R2 a R3 poskytujú napätie PWM R2 a R3 poskytujú referenciu napätia PWM, zmenou tejto referencie môžete nechať obvod pracovať v tvare vlny PWM v relatívne strmej a priamej polohe. Q3 a Q4 sa používajú na zabezpečenie riadiaceho prúdu, vzhľadom na čas zapnutia, Q3 a Q4 vzhľadom na Vh a GND predstavujú len minimálny pokles napätia Vce, tento pokles napätia je zvyčajne len 0,3 V alebo tak, oveľa nižší než 0,7 V Vce R5 a R6 sú spätnoväzbové odpory používané pre hradlo R5 a R6 sú spätnoväzbové odpory používané na vzorkovanie napätia hradla, ktoré potom prechádza cez Q5, aby sa vytvorila silná negatívna spätná väzba na báze Q1 a Q2, čím sa obmedzí napätie hradla na konečnú hodnotu. Túto hodnotu je možné upraviť pomocou R5 a R6. Nakoniec R1 poskytuje obmedzenie základného prúdu na Q3 a Q4 a R4 poskytuje obmedzenie hradlového prúdu pre MOSFET, čo je obmedzenie ľadu Q3Q4. V prípade potreby je možné nad R4 zapojiť paralelne urýchľovací kondenzátor.