快速成长:如何计算MOS驱动电路的参数
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本文中,小编将在本文中介绍如何去计算MOS驱动电路的参数,如果你想对MOS驱动电路的详细情况有所认识,或者想要增进对MOS驱动电路的了解程度,不妨请看以下内容哦。
一、驱动电路
驱动电路在电子系统中具有重要的作用,主要有以下几个方面:
1. 信号转换:驱动电路将来自控制电路的控制信号转换为适合执行器(如电机、继电器等)操作的电流、电压或功率信号。它能够将低电平、小电流的控制信号转换为能够驱动执行器的高电平、大电流信号。
2. 功率输出:驱动电路提供所需的功率输出,以满足执行器的工作要求。不同的执行器可能需要不同的功率输出,驱动电路要能够根据需求提供足够的功率和电流。
3. 控制执行器的动作:驱动电路通过控制输出信号的开关状态,实现对执行器的启动、停止、加速、减速和反转等操作。它能够根据控制信号的变化,精确控制执行器的运动或操作。
4. 保护系统安全:驱动电路通常包含保护电路,用于监测和处理系统中的异常情况,如过流、过压、过热等。保护电路可以防止执行器或驱动电路因异常而损坏,并保证系统的安全和可靠性。
5. 提供驱动控制接口:驱动电路通常提供与其他系统组件的接口,如控制电路、传感器、通信模块等。通过这些接口,可以实现与其他系统部件的数据交互和联动控制。
二、MOS驱动电路的参数计算
我的实际工作中碰到最多的驱动电路是以下这种能够控制开关速度的驱动电路,我就以它举例做进一步的分析。
如图,在驱动电阻Rg2上并联一个二极管。其中D1常用快恢复二极管,使关断时间减小同时减小关断损耗,Rg1可以限制关断电流,R1为mos管栅源极的下拉电阻,给mos管栅极积累的电荷提供泄放回路。( 根据MOSFET栅极高输入阻抗的特性,一点点静电或者干扰都可能导致MOS管误导通,所以R1也起降低输入阻抗作用,一般取值在10k~几十k )
Lp为驱动走线的杂散寄生电感,包括驱动IC引脚、MOS引脚、PCB走线的感抗,精确的数值很难确定,通常取几十nH。
驱动电阻Rg的计算:
驱动走线的寄生电感和MOS管的结电容会组成一个LC振荡电路,如果驱动芯片的输出端直接到栅极的话,在PWM波的上升下降沿会产生很大的震荡,导致MOS管急剧发热甚至爆炸,一般的解决方法是在栅极串联电阻,降低LC振荡电路的Q值,使震荡迅速衰减掉。
驱动电阻下限值:
当mos开通瞬间,Vcc通过驱动电阻给Ciss=Cgs+Cgd充电,如上图所示(忽略下拉电阻R1的影响)。根据LC震荡电路模型,可以列出回路在复频域内对应的方程。
求解出i g ,并化为典型二阶系统的形式
再根据LC振荡电路求解二阶系统阻尼系比
那么根据LC振荡电路的特性,为了保证驱动电流ig不发生震荡,该系统要处于过阻尼的状态;即阻尼比必须大于1,则方程式解得Rg=Rg1+Rg2的下限范围
驱动关断电阻上限值:
MOS关断时,Vds会产生很大的dv/dt,那么由于寄生电容Cgd的存在,就会对回路进行放电继而产生较大的电流,根据公式:Ic=Cdv/dt。那么回路上Igd流过驱动电阻Rg,又会在GS间产生一个电压Vgoff=IgdxRg。这样我们的方向就是不能让其高于MOS导通的门槛电压Vth以避免误导通。
那么列出不等式
则解得驱动电阻Rgoff=Rg1的取值范围
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