Velký paketový obvod ovladače MOSFET

Za prvé, typ a struktura MOSFET, MOSFET je FET (další je JFET), lze vyrobit do rozšířeného nebo ochuzeného typu, P-kanál nebo N-kanál celkem čtyři typy, ale skutečná aplikace pouze vylepšeného N -kanálové MOSFETy a vylepšené P-kanálové MOSFETy, tak obvykle označované jako NMOSFET, nebo PMOSFET odkazuje na tak obvykle zmiňovaný NMOSFET, nebo PMOSFET odkazuje na tyto dva druhy. Pro tyto dva typy vylepšených MOSFETů se častěji používají NMOSFETy kvůli jejich nízkému odporu a snadné výrobě. Proto se NMOSFETy obecně používají v aplikacích spínaných zdrojů a motorových pohonů a následující úvod se také zaměřuje na NMOSFETy. parazitní kapacita existuje mezi třemi kolíkyMOSFET, což není potřeba, ale spíše kvůli omezením výrobního procesu. Přítomnost parazitní kapacity způsobuje, že návrh nebo výběr obvodu budiče je trochu složitější. Mezi mozkem a zdrojem je parazitní dioda. To se nazývá dioda těla a je důležité při řízení indukčních zátěží, jako jsou motory. Mimochodem, tělová dioda je přítomna pouze v jednotlivých MOSFETech a obvykle není přítomna uvnitř IC čipu.

NyníMOSFETpohon nízkonapěťových aplikací, při použití 5V napájení, tentokrát, pokud použijete tradiční totemovou strukturu, bude kvůli tranzistoru asi 0,7V úbytek napětí, což má za následek skutečný konečný přidaný k bráně na napětí je pouze 4,3 V. V tuto chvíli volíme jmenovité hradlové napětí 4,5 V MOSFETu na existenci určitých rizik. Stejný problém nastává při použití 3V nebo jiného nízkonapěťového zdroje napájení. Dvojité napětí se používá v některých řídicích obvodech, kde logická část používá typické digitální napětí 5V nebo 3,3V a výkonová část používá 12V nebo dokonce vyšší. Obě napětí jsou spojena pomocí společné země. To klade požadavek na použití obvodu, který umožňuje nízkonapěťové straně efektivně ovládat MOSFET na vysokonapěťové straně, zatímco MOSFET na vysokonapěťové straně bude čelit stejným problémům uvedeným v 1 a 2.

Ve všech třech případech struktura totemu nemůže splnit požadavky na výstup a zdá se, že mnoho běžně dostupných integrovaných obvodů MOSFET ovladačů neobsahuje konstrukci omezující napětí hradla. Vstupní napětí není pevná hodnota, mění se s časem nebo jinými faktory. Tato změna způsobuje, že napájecí napětí dodávané do MOSFETu obvodem PWM je nestabilní. Aby byl MOSFET bezpečný před vysokým napětím hradla, mnoho MOSFETů má vestavěné regulátory napětí, které násilně omezují amplitudu hradlového napětí. V tomto případě, kdy je napětí pohonu poskytnuto více než regulátor napětí, způsobí současně velkou statickou spotřebu energie, pokud jednoduše použijete princip odporového děliče napětí ke snížení napětí brány, dojde k poměrně vysokému vstupní napětí,MOSFETfunguje dobře, zatímco vstupní napětí je sníženo, když je napětí hradla nedostatečné k tomu, aby způsobilo méně než úplné vedení, čímž se zvyšuje spotřeba energie.

Relativně běžný obvod zde pouze pro obvod ovladače NMOSFET k provedení jednoduché analýzy: Vl a Vh jsou low-end a high-end napájecí zdroj, dvě napětí mohou být stejná, ale Vl by nemělo překročit Vh. Q1 a Q2 tvoří obrácený totem, který se používá k realizaci izolace a zároveň k zajištění toho, že dvě budicí trubice Q3 a Q4 nebudou současně vodivé. R2 a R3 poskytují PWM napětí R2 a R3 poskytují PWM referenční napětí, změnou této reference můžete nechat obvod pracovat v PWM signálu, který je relativně strmý a přímý. Q3 a Q4 se používají k zajištění proudu měniče, vzhledem k době zapnutí, Q3 a Q4 vzhledem k Vh a GND představují pouze minimální pokles napětí Vce, tento pokles napětí je obvykle pouze 0,3 V nebo tak, mnohem nižší než 0,7 V Vce R5 a R6 jsou zpětnovazební odpory, používané pro hradlo R5 a R6 jsou zpětnovazební odpory používané k vzorkování napětí hradla, které pak prochází přes Q5 a vytváří silnou negativní zpětnou vazbu na bázi Q1 a Q2, čímž se omezí napětí hradla na konečnou hodnotu. Tuto hodnotu lze upravit pomocí R5 a R6. Konečně R1 poskytuje omezení proudu báze na Q3 a Q4 a R4 poskytuje omezení hradlového proudu pro MOSFETy, což je omezení ledu Q3Q4. V případě potřeby lze paralelně nad R4 připojit urychlovací kondenzátor.