Znáte obvod ovladače MOSFET?

Obvod ovladače MOSFET je klíčovou součástí výkonové elektroniky a návrhu obvodů, který je zodpovědný za poskytování dostatečné schopnosti pohonu, aby bylo zajištěno, že MOSFET může fungovat správně a spolehlivě. Následuje podrobná analýza obvodů ovladače MOSFET:

I. Úloha obvodu pohonu

Zajistěte dostatečnou kapacitu disku:Protože signál měniče je často vydáván z řídicí jednotky (např. DSP, mikrokontrolér), napětí a proud měniče nemusí být dostatečné k přímému zapnutí MOSFETu, takže je vyžadován budicí obvod, který odpovídá schopnostem měniče.

Zajistěte dobré spínací podmínky:Obvod ovladače musí zajistit, aby MOSFETy nebyly během přepínání ani příliš rychlé, ani příliš pomalé, aby se předešlo problémům s EMI a nadměrným ztrátám při přepínání.

Zajistěte spolehlivost zařízení:V důsledku přítomnosti parazitních parametrů spínacího zařízení mohou během vedení nebo vypínání vznikat napěťově-proudové špičky a budicí obvod musí tyto špičky potlačit, aby chránil obvod a zařízení.

II. Typy hnacích obvodů

 

Neizolovaný ovladač

Přímý pohon:Nejjednodušší způsob, jak řídit MOSFET, je připojit řídicí signál přímo k bráně MOSFETu. Tato metoda je vhodná pro případy, kdy je jízdní schopnost dostatečná a požadavky na izolaci nejsou vysoké.

Bootstrap obvod:Na základě principu, že napětí kondenzátoru nelze náhle změnit, se napětí automaticky zvedne, když MOSFET změní svůj spínací stav, a tím pohání vysokonapěťový MOSFET. Tento přístup se běžně používá v případech, kdy MOSFET nemůže sdílet společnou zem s tranzistory MOSFET. IC ovladače, jako jsou obvody BUCK.

Izolovaný ovladač

Izolace optočlenu:Izolace signálu pohonu od hlavního obvodu je dosaženo pomocí optočlenů. Optočlen má výhody elektrické izolace a silné odolnosti proti rušení, ale frekvenční odezva může být omezená a životnost a spolehlivost mohou být v drsných podmínkách sníženy.

Izolace transformátoru:Použití transformátorů k dosažení izolace signálu pohonu od hlavního obvodu. Izolace transformátoru má výhody dobré vysokofrekvenční odezvy, vysokého izolačního napětí atd., ale konstrukce je poměrně složitá a náchylná na parazitní parametry.

Za třetí, návrh bodů hnacího obvodu

Napětí pohonu:Mělo by být zajištěno, že napájecí napětí je vyšší než prahové napětí MOSFET, aby bylo zajištěno, že MOSFET může spolehlivě vést. Současně by napětí měniče nemělo být příliš vysoké, aby nedošlo k poškození MOSFETu.

Proud pohonu:Ačkoli jsou MOSFETy napěťově řízená zařízení a nevyžadují velký trvalý budicí proud, musí být zaručen špičkový proud, aby byla zajištěna určitá rychlost spínání. Proto by měl být obvod budiče schopen poskytovat dostatečný špičkový proud.

Drive Rezistor:Odpor měniče se používá k řízení rychlosti spínání a potlačení proudových špiček. Výběr hodnoty odporu by měl být založen na konkrétním obvodu a vlastnostech MOSFETu. Obecně by hodnota odporu neměla být příliš velká nebo příliš malá, aby nedošlo k ovlivnění budícího efektu a výkonu obvodu.

Rozložení PCB:Během uspořádání PCB by měla být délka vyrovnání mezi obvodem budiče a hradlem MOSFET co nejvíce zkrácena a šířka vyrovnání by měla být zvětšena, aby se snížil dopad parazitní indukčnosti a odporu na účinek buzení. Současně by klíčové komponenty, jako jsou budicí odpory, měly být umístěny blíže k bráně MOSFET.

IV. Příklady aplikací

Budicí obvody MOSFET jsou široce používány v různých výkonových elektronických zařízeních a obvodech, jako jsou spínané napájecí zdroje, měniče a motorové pohony. V těchto aplikacích je návrh a optimalizace budicích obvodů rozhodující pro zlepšení výkonu a spolehlivosti zařízení.

Stručně řečeno, budicí obvod MOSFET je nepostradatelnou součástí výkonové elektroniky a návrhu obvodů. Přiměřeným navržením obvodu budiče může zajistit, že MOSFET funguje normálně a spolehlivě, čímž se zlepší výkon a spolehlivost celého obvodu.