Groot pakket MOSFET-drivercircuit

Allereerst kan het MOSFET-type en de structuur, MOSFET een FET is (een andere is JFET), worden vervaardigd in een verbeterd of uitputtingstype, P-kanaal of N-kanaal in totaal vier typen, maar de daadwerkelijke toepassing van alleen verbeterde N -kanaal MOSFET's en verbeterde P-kanaal MOSFET's, dus meestal de NMOSFET genoemd, of PMOSFET verwijst naar de zo meestal genoemde NMOSFET, of PMOSFET verwijst naar deze twee soorten. Voor deze twee soorten verbeterde MOSFET's worden NMOSFET's vaker gebruikt vanwege hun lage aan-weerstand en hun gemakkelijke fabricage. Daarom worden NMOSFET's over het algemeen gebruikt in toepassingen voor schakelende voeding en motoraandrijving, en de volgende inleiding richt zich ook op NMOSFET's. Er bestaat een parasitaire capaciteit tussen de drie pinnen van deMOSFET, wat niet nodig is, maar eerder vanwege de beperkingen van het productieproces. De aanwezigheid van parasitaire capaciteit maakt het een beetje lastig om een ​​drivercircuit te ontwerpen of te selecteren. Tussen de drain en de source bevindt zich een parasitaire diode. Dit wordt de lichaamsdiode genoemd en is belangrijk bij het aansturen van inductieve belastingen zoals motoren. Overigens is de lichaamsdiode alleen aanwezig in individuele MOSFET's en meestal niet in een IC-chip.

Nu deMOSFETRijd laagspanningstoepassingen, wanneer het gebruik van een 5V-voeding wordt gebruikt, dit keer als je de traditionele totempaalstructuur gebruikt, vanwege de transistor, is er een spanningsval van ongeveer 0,7 V, wat resulteert in de daadwerkelijke finale toegevoegd aan de poort op de spanning is slechts 4,3 V. Op dit moment kiezen we voor de nominale poortspanning van 4,5 V van de MOSFET vanwege het bestaan ​​van bepaalde risico's. Hetzelfde probleem doet zich voor bij het gebruik van 3V of andere laagspanningsvoedingen. Dubbele spanning wordt gebruikt in sommige stuurcircuits waarbij de logische sectie een typische digitale spanning van 5V of 3,3V gebruikt en de vermogenssectie 12V of zelfs hoger. De twee spanningen zijn verbonden via een gemeenschappelijke aarde. Dit stelt de eis om een ​​circuit te gebruiken waarmee de laagspanningszijde de MOSFET aan de hoogspanningszijde effectief kan besturen, terwijl de MOSFET aan de hoogspanningszijde met dezelfde problemen zal worden geconfronteerd als vermeld in 1 en 2.

In alle drie de gevallen kan de totempaalstructuur niet aan de uitgangsvereisten voldoen, en veel kant-en-klare MOSFET-driver-IC's lijken geen poortspanningsbegrenzende structuur te bevatten. De ingangsspanning is geen vaste waarde, maar varieert met de tijd of andere factoren. Deze variatie zorgt ervoor dat de stuurspanning die door het PWM-circuit aan de MOSFET wordt geleverd, onstabiel is. Om de MOSFET te beschermen tegen hoge poortspanningen, hebben veel MOSFET's ingebouwde spanningsregelaars om de amplitude van de poortspanning krachtig te beperken. In dit geval, wanneer de aandrijfspanning meer levert dan de spanningsregelaar, zal dit tegelijkertijd een groot statisch stroomverbruik veroorzaken. Als u eenvoudigweg het principe van de weerstandsspanningsdeler gebruikt om de poortspanning te verminderen, zal er een relatief hoge spanning zijn. ingangsspanning, deMOSFETwerkt goed, terwijl de ingangsspanning wordt verlaagd wanneer de poortspanning onvoldoende is om een ​​minder dan volledige geleiding te veroorzaken, waardoor het stroomverbruik toeneemt.

Relatief gebruikelijk circuit hier alleen voor het NMOSFET-stuurcircuit om een ​​eenvoudige analyse uit te voeren: Vl en Vh zijn de low-end en high-end voedingen, de twee spanningen kunnen hetzelfde zijn, maar Vl mag de Vh niet overschrijden. Q1 en Q2 vormen een omgekeerde totempaal, die wordt gebruikt om de isolatie te realiseren en er tegelijkertijd voor te zorgen dat de twee aandrijfbuizen Q3 en Q4 niet dezelfde tijdgeleiding hebben. R2 en R3 zorgen voor een PWM-spanning. R2 en R3 zorgen voor de PWM-spanningsreferentie. Door deze referentie te wijzigen, kunt u het circuit laten werken in de PWM-signaalgolfvorm die relatief steil en recht is. Q3 en Q4 worden gebruikt om de aandrijfstroom te leveren. Vanwege de aan-tijd zijn Q3 en Q4 ten opzichte van de Vh en GND slechts minimaal een Vce-spanningsval, deze spanningsval is meestal slechts 0,3 V of zo, veel lager dan 0,7V Vce R5 en R6 zijn de feedbackweerstanden, gebruikt voor poort. R5 en R6 zijn feedbackweerstanden die worden gebruikt om de poortspanning te bemonsteren, die vervolgens door Q5 wordt geleid om een ​​sterke negatieve feedback op de basis van de poort te genereren. Q1 en Q2, waardoor de poortspanning tot een eindige waarde wordt beperkt. Deze waarde kan worden aangepast met R5 en R6. Ten slotte zorgt R1 voor de beperking van de basisstroom naar Q3 en Q4, en R4 zorgt voor de beperking van de poortstroom naar de MOSFET's, wat de beperking is van het ijs van Q3Q4. Indien nodig kan boven R4 een versnellingscondensator parallel worden aangesloten.