【raison】
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。
On pense généralement que le MOSFET (tube MOS) est piloté par tension et ne nécessite pas de courant de pilotage. Cependant, il existe une capacité de jonction entre les pôles G et S du tube MOS . Cette capacité rendra le pilotage du MOS moins simple.
Les trois condensateurs de la figure ci-dessous sont la capacité de jonction du tube MOS et l'inductance est l'inductance parasite du câblage du circuit.
Si les exigences d'ondulation, d'EMI et de courant d'appel ne sont pas prises en compte, plus la vitesse de commutation du tube MOS est rapide, mieux c'est . Parce que plus le temps de commutation est court, plus la perte de commutation est faible. Dans les alimentations à découpage, les pertes de commutation représentent une grande partie des pertes totales. Par conséquent, la qualité du circuit de commande du tube MOS détermine directement l'efficacité de l'alimentation.
Comment ouvrir et fermer rapidement le tube MOS ?
【principe】
Pour un tube MOS, si plus le temps nécessaire pour faire passer la tension entre GS de 0 à la tension d'allumage du tube est court, plus le tube MOS s'allumera rapidement. De même, si le temps nécessaire pour réduire la tension GS du tube MOS de la tension d'activation à 0 V est plus court, plus le tube MOS s'éteint rapidement.
À partir de là, nous pouvons savoir que si nous voulons augmenter ou diminuer la tension GS dans un laps de temps plus court, nous devons donner à la grille du tube MOS un courant de commande instantané plus important.
La méthode couramment utilisée consistant à piloter directement le MOS avec la sortie de la puce PWM ou à utiliser un transistor pour amplifier le MOS puis piloter le MOS présente de grands inconvénients en termes de courant de commande instantané.
Une meilleure méthode consiste à utiliser une puce pilote MOSFET dédiée telle que TC4420 pour piloter le tube MOS. Ce type de puce a généralement un courant de sortie instantané important et est également compatible avec l'entrée de niveau TTL. La structure interne de la puce pilote MOSFET est la suivante suit : Circuit pilote MOS
Points à surveiller dans la conception :
Parce que le câblage du circuit de commande aura une inductance parasite, et que l'inductance parasite et la capacité de jonction du tube MOS formeront un circuit d'oscillation LC, si la borne de sortie de la puce pilote est directement connecté à la grille du tube MOS, le PWM Les fronts montants et descendants de l'onde produiront de grandes oscillations, provoquant un échauffement rapide du tube MOS, voire une explosion. La solution générale est de connecter une résistance d'environ 10 ohms en série à la porte pour réduire la valeur Q du circuit d'oscillation LC et atténuer rapidement les oscillations.
En raison des caractéristiques d'impédance d'entrée élevées de la porte du tube MOS, un peu d'électricité statique ou d'interférence peut induire le tube MOS en erreur. Il est donc recommandé de connecter une résistance 10K en parallèle entre les pôles G et S du tube MOS pour réduire l'impédance d'entrée.
Si vous craignez que les interférences des lignes électriques à proximité soient couplées pour produire une panne instantanée haute tension du tube MOS, vous pouvez connecter une diode de suppression transitoire TVS d'environ 18 V en parallèle entre le GS.
Le TVS peut être considéré comme un tube régulateur de tension avec une vitesse de réponse rapide. Il peut supporter une puissance instantanée de centaines, voire de kilowatts, et peut être utilisé pour absorber des impulsions d'interférence instantanées.
En résumé, référence du circuit de commande du tube MOS :
Conception de câblage du circuit de commande du tube MOS :
La zone de boucle du circuit de commande du tube MOS doit être aussi petite que possible, sinon des interférences électromagnétiques externes pourraient être introduites.
Le condensateur de dérivation de la puce pilote doit être aussi proche que possible des broches VCC et GND de la puce pilote, sinon l'inductance du câblage affectera grandement le courant de sortie instantané de la puce.
Formes d'onde courantes des tubes MOS :
si une telle forme d'onde ronde apparaît, attendez simplement une explosion nucléaire. Le tube fonctionne dans la région linéaire pendant une grande partie du temps et la perte est extrêmement énorme.
Généralement, dans ce cas, le câblage est trop long et l'inductance est trop grande. Même la résistance de grille ne peut pas vous sauver, vous ne pouvez donc que redessiner la carte.
Onde carrée défigurée avec forte sonnerie haute fréquence :
oscillation importante sur les fronts montants et descendants. Dans ce cas, le tube meurt généralement instantanément, ce qui est similaire à la situation précédente et entre dans la zone linéaire.
Les raisons sont similaires, principalement dues à des problèmes de câblage. Seins de cochon gras et ronds.
Les fronts montants et descendants sont extrêmement lents, en raison d’une inadéquation d’impédance.
La capacité de pilotage des puces est trop faible ou la résistance de grille est trop importante.
Remplacez de manière décisive la puce pilote par un courant élevé et ajustez la résistance de grille à une petite valeur et tout ira bien.
Leur onde triangulaire, née d'une onde carrée et remplie de sinus, est la suivante :
l'impédance du circuit de commande est trop élevée. C'est une onde infaillible pour le tube. La solution est la même que ci-dessus.
La forme du visage populaire, l'onde carrée que tout le monde aime :
les niveaux haut et bas sont clairs, et le niveau peut être appelé niveau à ce moment-là, car il est plat. Le bord est raide, la vitesse de commutation est rapide, la perte est très faible et il y a une légère oscillation, ce qui est acceptable. Le tube ne peut pas entrer dans la zone linéaire. Si vous souffrez de trouble obsessionnel-compulsif, vous pouvez augmenter la résistance de grille. de manière appropriée.
Une onde carrée et belle, un produit à trois libres sans sonnerie, sans pic et sans perte linéaire. C'est la forme d'onde la plus parfaite.
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