【razón】
关于MOS管驱动电路设计，本文谈一谈如何让MOS管快速开启和关闭。
En general, se cree que el MOSFET (tubo MOS) funciona con voltaje y no requiere corriente conductora. Sin embargo, existe una capacitancia de unión entre los polos G y S del tubo MOS . Esta capacitancia hará que controlar el MOS no sea tan simple.
Los tres condensadores en la figura siguiente son la capacitancia de unión del tubo MOS y el inductor es la inductancia parásita del cableado del circuito.
Si no se consideran los requisitos de ondulación, EMI y corriente de irrupción, cuanto más rápida sea la velocidad de conmutación del tubo MOS, cuanto mejor . Porque cuanto más corto es el tiempo de conmutación, menor es la pérdida de conmutación. En las fuentes de alimentación conmutadas, las pérdidas de conmutación representan una gran parte de las pérdidas totales. Por lo tanto, la calidad del circuito de accionamiento del tubo MOS determina directamente la eficiencia de la fuente de alimentación.
¿Cómo abrir y cerrar rápidamente el tubo MOS?
【principio】
Para un tubo MOS, si cuanto más corto sea el tiempo que lleva llevar el voltaje entre GS de 0 al voltaje de encendido del tubo, más rápido se encenderá el tubo MOS. De manera similar, si el tiempo para reducir el voltaje GS del tubo MOS desde el voltaje de encendido a 0 V es más corto, más rápido se apaga el tubo MOS.
De esto podemos saber que si queremos aumentar o disminuir el voltaje GS en un tiempo más corto, debemos darle a la compuerta del tubo MOS una corriente de accionamiento instantánea mayor.
El método comúnmente utilizado de activar directamente el MOS con la salida del chip PWM o utilizar un transistor para amplificar el MOS y luego activar el MOS tiene grandes deficiencias en términos de corriente de conducción instantánea.
Un mejor método es utilizar un chip controlador MOSFET dedicado, como el TC4420, para controlar el tubo MOS. Este tipo de chip generalmente tiene una gran corriente de salida instantánea y también es compatible con entrada de nivel TTL. La estructura interna del chip controlador MOSFET es la siguiente: siguiente: Circuito controlador MOS
Cosas que necesitan atención en el diseño :
Debido a que el cableado del circuito controlador tendrá inductancia parásita, y la inductancia parásita y la capacitancia de unión del tubo MOS formarán un circuito de oscilación LC, si el terminal de salida del chip controlador está conectado directamente a la puerta del tubo MOS, el PWM Los bordes ascendentes y descendentes de la onda producirán una gran oscilación, lo que hará que el tubo MOS se caliente rápidamente o incluso explote. La solución general es conectar una resistencia de aproximadamente 10 ohmios en serie a la puerta para reducir el valor Q del circuito de oscilación LC y atenuar rápidamente la oscilación.
Debido a las características de alta impedancia de entrada de la puerta del tubo MOS, un poco de electricidad estática o interferencia puede hacer que el tubo MOS sea engañoso, por lo que se recomienda conectar una resistencia de 10 K en paralelo entre los polos G y S del tubo MOS para reducir la impedancia de entrada.
Si le preocupa que la interferencia de las líneas eléctricas cercanas se acople para producir una ruptura instantánea de alto voltaje del tubo MOS, puede conectar un diodo de supresión transitoria TVS de aproximadamente 18 V en paralelo entre el GS.
Se puede considerar al TVS como un tubo regulador de voltaje con una velocidad de respuesta rápida, que puede soportar una potencia instantánea de cientos a incluso kilovatios y puede usarse para absorber pulsos de interferencia instantáneos.
En resumen, referencia del circuito de accionamiento de tubo MOS:
Diseño de cableado del circuito de accionamiento de tubo MOS:
El área del bucle del circuito impulsor del tubo MOS debe ser lo más pequeña posible; de lo contrario, se pueden introducir interferencias electromagnéticas externas.
El condensador de derivación del chip controlador debe estar lo más cerca posible de los pines VCC y GND del chip controlador; de lo contrario, la inductancia del cableado afectará en gran medida la corriente de salida instantánea del chip.
Formas de onda de accionamiento de tubo MOS comunes:
si aparece una forma de onda tan redonda, espere a que se produzca una explosión nuclear. El tubo funciona en la región lineal durante gran parte del tiempo y la pérdida es extremadamente grande.
Generalmente, en este caso, el cableado es demasiado largo y la inductancia demasiado grande, e incluso la resistencia de la puerta no puede salvarlo, por lo que solo puede volver a dibujar el tablero.
Onda cuadrada desfigurada con fuerte zumbido de alta frecuencia:
oscilación grave en los flancos ascendente y descendente. En este caso, el tubo suele morir instantáneamente, lo que es similar a la situación anterior y entra en la zona lineal.
Las razones son similares, principalmente por problemas de cableado. Tetas de cerdo gordas y redondas.
Los flancos ascendente y descendente son extremadamente lentos, lo que se debe a un desajuste de impedancia.
La capacidad de conducción del chip es demasiado pobre o la resistencia de la puerta es demasiado grande.
Reemplace decisivamente el chip del controlador con una corriente alta y ajuste la resistencia de la puerta a un valor pequeño y todo estará bien.
Su onda triangular es una onda cuadrada llena de ondas sinusoidales:
la impedancia del circuito impulsor es demasiado alta, lo que es una onda segura para el tubo. La solución es la misma que la anterior.
La forma de la cara popular, la onda cuadrada que a todos les encanta:
los niveles alto y bajo son claros, y el nivel se puede llamar nivel en este momento porque es plano. El borde es empinado, la velocidad de cambio es rápida, la pérdida es muy pequeña y hay una ligera oscilación, lo cual es aceptable. El tubo no puede ingresar a la zona lineal. Si tiene un trastorno obsesivo compulsivo, puede aumentar la resistencia de la puerta. adecuadamente.
Una onda cuadrada y hermosa, un producto de tres libres sin timbre, sin picos y sin pérdida lineal: esta es la forma de onda más perfecta.
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