MOS管的实际应用和正确用法你知道吗?
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MOS管将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对MOS管的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。
一、MOS管应用
MOS管在车载逆变器中的应用主要是用于控制电路的开关,实现直流电到交流电的转换。MOS管具有开关速度快、损耗小、可靠性高等优点,因此在车载逆变器中得到了广泛应用。
1、车载逆变器
车载逆变器是将汽车电池的直流电转换为交流电,以供车载电器使用的设备。在车载逆变器中,常用的三种电路控制方式包括推挽控制、防反接保护电路和全桥电路。
-推挽控制是一种常用的逆变器控制方式。它通过NPN和PNP两个晶体管来控制输出电压的正负极性。
通过交替控制两个晶体管的导通和截止,可以实现输出电压的正负切换:
当NPN晶体管导通时输出电压为正;当PNP晶体管导通时输出电压为负。通过交替控制两个晶体管的导通和截止,可以实现输出电压的正负切换。
-防反接保护电路是一种保护逆变器的电路,它能够防止逆变器输出端口接反而导致的损坏。它通常由一个二极管和一个开关管组成:当输出端口接反时,二极管导通,将反向电流引到开关管上,使开关管断开,保护逆变器从而不受损坏。
-全桥电路是一种高效的逆变器控制方式,它通过四个开关管来控制输出电压的正负极性:
当两个对角线上的开关管导通时,输出电压为正;当另外两个对角线上的开关管导通时,输出电压为负。通过交替控制四个开关管的导通和截止,可以实现输出电压的正负切换。
2、MOS管在车载逆变器中的应用
MOS管的电压和电流承受能力也是非常强的,可以满足车载逆变器的高功率需求。
在车载逆变器中,MOS管通常被用作开关元件。通过控制MOS管的导通和截止,可以实现直流电到交流电的转换。
MOS管在车载逆变器中的三种控制方式的应用情况如下:
1. 防反接保护电路:主要用于防止电池的正负极接反而导致MOS管损坏。通过在MOS管的控制端加入二极管,当电池正负极接反时,二极管导通,起到保护MOS管的作用。
2. 推挽控制:主要用于控制车载逆变器的输出电压。通过两个MOS管交替导通,实现输出电压的正负半周控制。简单来讲,当一个MOS管导通时,另一个MOS管截止,输出正半周电压;反之则输出负半周电压。
3. 全桥电路:主要用于控制车载逆变器的输出频率。通过四个MOS管交替导通,实现对输出频率的控制。具体而言,当两个对角线上的MOS管导通时,输出正半周电压;反之,当另外两个对角线上的MOS管导通时,则输出负半周电压。
MOS管在工作状态时,具有低导通电阻、高开关速度、低驱动电压等优势,但也存在着漏电流大、静态功耗高等劣势。
二、MOS管的正确用法
(1)NPN型三极管,适合射极接GND集电极接负载到VCC的情况。只要基极电压高于射极电压(此处为GND)0.7V,即发射结正偏(VBE为正),NPN型三极管即可开始导通。
基极用高电平驱动NPN型三极管导通(低电平时不导通);基极除限流电阻外,更优的设计是,接下拉电阻10-20k到GND;优点是,①使基极控制电平由高变低时,基极能够更快被拉低,NPN型三极管能够更快更可靠地截止;②系统刚上电时,基极是确定的低电平。
(2)PNP型三极管,适合射极接VCC集电极接负载到GND的情况。只要基极电压低于射极电压(此处为VCC)0.7V,即发射结反偏(VBE为负),PNP型三极管即可开始导通。
基极用低电平驱动PNP型三极管导通(高电平时不导通);基极除限流电阻外,更优的设计是,接上拉电阻10-20k到VCC;优点是,①使基极控制电平由低变高时,基极能够更快被拉高,PNP型三极管能够更快更可靠地截止;②系统刚上电时,基极是确定的高电平。
所以,如上所述,对NPN三极管来说,最优的设计是,负载R12接在集电极和VCC之间。不够周到的设计是,负载R12接在射极和GND之间。
对PNP三极管来说,最优的设计是,负载R14接在集电极和GND之间。不够周到的设计是,负载R14接在集电极和VCC之间。
这样,就可以避免负载的变化被耦合到控制端。从电流的方向可以明显看出。
(3)PMOS,适合源极接VCC漏极接负载到GND的情况。只要栅极电压低于源极电压(此处为VCC)超过Vth(即Vgs超过-Vth),PMOS即可开始导通。
栅极用低电平驱动PMOS导通(高电平时不导通);栅极除限流电阻外,更优的设计是,接上拉电阻10-20k到VCC,使栅极控制电平由低变高时,栅极能够更快被拉高,PMOS能够更快更可靠地截止。
(4)NMOS,适合源极接GND漏极接负载到VCC的情况。只要栅极电压高于源极电压(此处为GND)超过Vth(即Vgs超过Vth),NMOS即可开始导通。
栅极用高电平驱动NMOS导通(低电平时不导通);栅极除限流电阻外,更优的设计是,接下拉电阻10-20k到GND,使栅极控制电平由高变低时,栅极能够更快被拉低,NMOS能够更快更可靠地截止。
所以,如上所述,对PMOS来说,最优的设计是,负载R16接在漏极和GND之间。不够周到的设计是,负载R16接在源极和VCC之间。
对NMOS来说,最优的设计是,负载R18接在漏极和VCC之间。不够周到的设计是,负载R18接在源极和GND之间。
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