Чи знаєте ви схему драйвера MOSFET?

Схема драйвера MOSFET є важливою частиною силової електроніки та схемотехніки, яка відповідає за забезпечення достатньої потужності приводу для забезпечення належної та надійної роботи MOSFET. Нижче наведено детальний аналіз схем драйвера MOSFET:

I. Роль схеми приводу

Забезпечте достатню ємність диска:Оскільки сигнал приводу часто подається від контролера (наприклад, DSP, мікроконтролера), напруга і струм приводу можуть бути недостатніми для безпосереднього ввімкнення MOSFET, тому потрібна схема приводу, щоб відповідати можливостям приводу.

Забезпечте хороші умови перемикання:Схема драйвера повинна гарантувати, що МОП-транзистори не працюють ні надто швидко, ні надто повільно під час перемикання, щоб уникнути проблем з електромагнітними перешкодами та надмірних втрат при перемиканні.

Переконайтеся в надійності пристрою:Через наявність паразитних параметрів комутаційного пристрою під час провідності або вимкнення можуть утворюватися стрибки напруги та струму, і схема драйвера повинна пригнічувати ці стрибки, щоб захистити схему та пристрій.

II. Типи схем приводу

 

Неізольований драйвер

Прямий привід:Найпростіший спосіб керувати MOSFET - це підключити сигнал приводу безпосередньо до затвора MOSFET. Цей метод підходить для випадків, коли можливості водіння достатні, а вимоги до ізоляції невисокі.

Завантажувальна схема:Використовуючи принцип, що напруга конденсатора не може бути різко змінена, напруга автоматично піднімається, коли MOSFET змінює свій стан перемикання, таким чином керуючи високовольтним MOSFET. Цей підхід зазвичай використовується у випадках, коли MOSFET не може мати спільну землю з транзистором. IC драйвера, наприклад схеми BUCK.

Ізольований драйвер

Ізоляція оптопари:Ізоляція сигналу приводу від основної схеми досягається за допомогою оптронів. Оптрон має такі переваги, як електрична ізоляція та сильна здатність захищати від перешкод, але частотна характеристика може бути обмеженою, а термін служби та надійність можуть бути зменшені в суворих умовах.

Ізоляція трансформатора:Використання трансформаторів для досягнення ізоляції сигналу приводу від основного кола. Ізоляція трансформатора має такі переваги, як хороша високочастотна характеристика, висока напруга ізоляції тощо, але конструкція є відносно складною та чутливою до паразитних параметрів.

По-третє, дизайн ланцюгів керування

Напруга приводу:Необхідно переконатися, що напруга приводу вища за порогову напругу MOSFET, щоб забезпечити надійну провідність MOSFET. У той же час напруга приводу не повинна бути занадто високою, щоб уникнути пошкодження MOSFET.

Струм приводу:Незважаючи на те, що МОП-транзистори є пристроями, керованими напругою, і не вимагають значного безперервного струму приводу, піковий струм повинен бути гарантований, щоб забезпечити певну швидкість перемикання. Таким чином, схема драйвера повинна бути в змозі забезпечити достатній піковий струм.

Резистор приводу:Резистор приводу використовується для керування швидкістю перемикання та придушення стрибків струму. Вибір номіналу резистора повинен ґрунтуватися на певній схемі та характеристиках MOSFET. Загалом номінал резистора не повинен бути занадто великим або занадто малим, щоб уникнути впливу на ефект керування та продуктивність схеми.

Макет друкованої плати:Під час компонування друкованої плати довжину вирівнювання між схемою драйвера та затвором MOSFET слід максимально скоротити, а ширину вирівнювання слід збільшити, щоб зменшити вплив паразитної індуктивності та опору на ефект керування. У той же час ключові компоненти, такі як приводні резистори, повинні бути розташовані ближче до затвора MOSFET.

IV. Приклади додатків

Схеми драйверів MOSFET широко використовуються в різноманітних силових електронних пристроях і схемах, таких як імпульсні джерела живлення, інвертори та моторні приводи. У цих додатках конструкція та оптимізація схем драйверів мають вирішальне значення для підвищення продуктивності та надійності пристроїв.

Підводячи підсумок, схема керування MOSFET є невід’ємною частиною силової електроніки та схемотехніки. Розумно розробивши схему драйвера, він може забезпечити нормальну та надійну роботу MOSFET, таким чином підвищуючи продуктивність і надійність усієї схеми.