一文详解MOS管驱动电路的核心设计

MOS管电子产品生产中不可或缺的重要保护器件,在手机、笔记本电脑、蓝牙耳机等都有MOS管的身影,可以这样说,有便携式电子产品的地方一定有MOS管的存在,究竟为何MOS管能在竞争激烈的电子行业中脱颖而出,我觉的最主要的原因莫过于MOS管绝佳的性能,如简化驱动电路、自适应能力强、抗干扰能力强等性能使得MOS管崛起的速度快,今天我们要说的是MOS管在驱动电路中的核心设计,为何能让MOS管在竞争如此激烈的电子市场存活?
一文详解MOS管驱动电路的核心设计

一、MOS管驱动电路的原理:

电子工程师一般认为MOSGUAN 是通过电压驱动的,不需要驱动电流。然而,就在MOS管的G S两级之间有结电容存在,也正是这个电容让驱动MOS变的神秘莫测。

MOS管如果不考虑纹波和EMI等要求的话,MOS管开关速度越快越好,因为开关时间越短,开关损耗越小,而在开关电源中开关损耗占总损耗的很大一部分,因此MOS管驱动电路的好坏直接决定了电源的效率。

对于一个MOS管,如果把GS之间的电压从0拉到管子的开启电压所用的时间越短,那么MOS管开启的速度就会越快。与此类似,如果把MOS管的GS电压从开启电压降到0V的时间越短,那么MOS管关断的速度也就越快

由此我们可以知道,如果想在更短的时间内把GS电压拉高或者拉低,就要给MOS管栅极更大的瞬间驱动电流。

大家常用的PWM芯片输出直接驱动MOS或者用三极管放大后再驱动MOS的方法,其实在瞬间驱动电流这块是有很大缺陷的。

比较好的方法是使用专用的MOS管驱动芯片如TC4420来驱动MOS管,这类的芯片一般有很大的瞬间输出电流,而且还兼容TTL电平输入,MOS管驱动芯片的内部结构。

一文详解MOS管驱动电路的核心设计

二、MOS管驱动电路注意事项:

因为驱动线路走线会有寄生电感,而寄生电感和MOS管的结电容会组成一个LC振荡电路,如果直接把驱动芯片的输出端接到MOS管栅极的话,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10欧左右的电阻,降低LC振荡电路的Q值,使震荡迅速衰减掉。

因为MOS管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,所以建议在MOS管G S之间并联一个10K的电阻以降低输入阻抗如果担心附近功率线路上的干扰耦合过来产生瞬间高压击穿MOS管的话,可以在GS之间再并联一个18V左右的TVS瞬态抑制二极管,TVS可以认为是一个反应速度很快的稳压管,其瞬间可以承受的功率高达几百至上千瓦,可以用来吸收瞬间的干扰脉冲。

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