Kent u het MOSFET-stuurcircuit？

Het MOSFET-stuurcircuit is een cruciaal onderdeel van de vermogenselektronica en het circuitontwerp, dat verantwoordelijk is voor het leveren van voldoende aandrijfcapaciteit om ervoor te zorgen dat de MOSFET goed en betrouwbaar kan werken. Het volgende is een gedetailleerde analyse van MOSFET-stuurcircuits:

I. Rol van het aandrijfcircuit

Zorg voor voldoende schijfcapaciteit:Omdat het aandrijfsignaal vaak wordt gegeven door een controller (bijvoorbeeld DSP, microcontroller), zijn de aandrijfspanning en -stroom mogelijk niet voldoende om de MOSFET direct in te schakelen, dus is er een aandrijfcircuit nodig dat overeenkomt met de aandrijfmogelijkheden.

Zorg voor goede schakelvoorwaarden:Het stuurcircuit moet ervoor zorgen dat de MOSFET's niet te snel en niet te langzaam zijn tijdens het schakelen om EMI-problemen en buitensporige schakelverliezen te voorkomen.

Zorg voor de betrouwbaarheid van het apparaat:Vanwege de aanwezigheid van parasitaire parameters van het schakelapparaat kunnen spanningsstroompieken worden gegenereerd tijdens geleiding of uitschakeling, en het stuurcircuit moet deze pieken onderdrukken om het circuit en het apparaat te beschermen.

II. Soorten aandrijfcircuits

Niet-geïsoleerde bestuurder

Directe aandrijving:De eenvoudigste manier om de MOSFET aan te sturen is door het aandrijfsignaal rechtstreeks op de poort van de MOSFET aan te sluiten. Deze methode is geschikt voor gelegenheden waarbij de rijvaardigheid voldoende is en de isolatie-eis niet hoog is.

Bootstrap-circuit:Door gebruik te maken van het principe dat de condensatorspanning niet abrupt kan worden gewijzigd, wordt de spanning automatisch verhoogd wanneer de MOSFET zijn schakeltoestand verandert, waardoor de hoogspannings-MOSFET wordt aangedreven. Deze benadering wordt vaak gebruikt in gevallen waarin de MOSFET geen gemeenschappelijke grond kan delen met de driver-IC, zoals BUCK-circuits.

Geïsoleerde bestuurder

Optocoupler-isolatie:De isolatie van het aandrijfsignaal van het hoofdcircuit wordt bereikt via optocouplers. Optocoupler heeft de voordelen van elektrische isolatie en een sterk anti-interferentievermogen, maar de frequentierespons kan beperkt zijn en de levensduur en betrouwbaarheid kunnen onder zware omstandigheden afnemen.

Isolatie van transformator:Het gebruik van transformatoren om de isolatie van het aandrijfsignaal van het hoofdcircuit te bereiken. Transformatorisolatie heeft de voordelen van een goede hoogfrequente respons, hoge isolatiespanning, enz., Maar het ontwerp is relatief complex en gevoelig voor parasitaire parameters.

Ten derde wijst het ontwerp van het aandrijfcircuit erop

Aandrijfspanning:Er moet voor worden gezorgd dat de stuurspanning hoger is dan de drempelspanning van de MOSFET om ervoor te zorgen dat de MOSFET betrouwbaar kan geleiden. Tegelijkertijd mag de aandrijfspanning niet te hoog zijn om schade aan de MOSFET te voorkomen.

Aandrijfstroom:Hoewel MOSFET's spanningsgestuurde apparaten zijn en niet veel continue aandrijfstroom vereisen, moet de piekstroom gegarandeerd worden om een ​​bepaalde schakelsnelheid te garanderen. Daarom moet het stuurcircuit voldoende piekstroom kunnen leveren.

Aandrijfweerstand:De aandrijfweerstand wordt gebruikt om de schakelsnelheid te regelen en stroompieken te onderdrukken. De selectie van de weerstandswaarde moet gebaseerd zijn op het specifieke circuit en de kenmerken van de MOSFET. Over het algemeen mag de weerstandswaarde niet te groot of te klein zijn om te voorkomen dat het aandrijfeffect en de circuitprestaties worden beïnvloed.

PCB-indeling:Tijdens de PCB-lay-out moet de lengte van de uitlijning tussen het stuurcircuit en de MOSFET-poort zoveel mogelijk worden ingekort, en de breedte van de uitlijning moet worden vergroot om de impact van parasitaire inductie en weerstand op het aandrijfeffect te verminderen. Tegelijkertijd moeten belangrijke componenten zoals aandrijfweerstanden dichter bij de MOSFET-poort worden geplaatst.

IV. Voorbeelden van toepassingen

MOSFET-stuurcircuits worden veel gebruikt in een verscheidenheid aan vermogenselektronische apparaten en circuits, zoals schakelende voedingen, omvormers en motoraandrijvingen. Bij deze toepassingen zijn het ontwerp en de optimalisatie van de stuurcircuits van cruciaal belang om de prestaties en betrouwbaarheid van de apparaten te verbeteren.

Samenvattend is het MOSFET-aandrijfcircuit een onmisbaar onderdeel van vermogenselektronica en circuitontwerp. Door het stuurcircuit redelijk te ontwerpen, kan het ervoor zorgen dat de MOSFET normaal en betrouwbaar werkt, waardoor de prestaties en betrouwbaarheid van het hele circuit worden verbeterd.