硬件电机-MOS管驱动电路详解

Posted ZHANG普拉斯

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了硬件电机-MOS管驱动电路详解相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

MOS管,又叫绝缘栅型场效应管,属于电压控制电流型元件,是开关电路中的基本元件。其特点是栅极(G)的内阻极高。场效应管分为P型和N型,P型场效应管由于跨导小、阈值电压高等原因,已经逐渐被NMOS所取代。

同时,我们知道,MOS管还分为耗尽型和增强型,在实际工程中。我们使用的只有增强型P/NMOS,因为我们肯定不希望一开始就有一个漏极电流。


 寄生二极管

由于mos管本身的结构,使得源极和漏极之间会存在一个寄生二极管,其方向的判断方法是,NMOS从源极指向漏极,PMOS反之。寄生二极管能够防止VDD过大时击穿MOS管(寄生二极管会率先击穿从而把大电压短路到地),也可以防止DS反接。(如上图)


GS寄生电容和电阻

电容:mos真正模型中,各个极之间都存在寄生电容,但是我们最关心的莫过于GS之间的寄生电容Cgs,它会影响开关速度。我们可以轻易地想到,瞬时电流越大,我们就能越快地充满Cgs,也就能越快地打开mos管。

电阻:由于Cgs的存在,少量的静电就可以在GS之间产生巨大的电压,这个电压是非常具有破坏性的,这时候通过Rgs就可以把上面的电荷放掉,保护管子。同时它也提供偏置电压。


栅极电阻

1.因为驱动的走线会有很强的寄生电感(电磁感应),加之之前说过,GS之间有一个寄生电容,整体呈现容性,所以他们会形成一个LC谐振电路,在外部激励信号的影响下发生严重的震荡,我们串联一个电阻可以降低其Q值,使之迅速衰减。

2.电容和电感只会存储能量而不会消耗能量,如果不串接一个电阻,那么驱动器的功率大部分会消耗在其内部,而无法传达到开关管上。

3.栅极电阻能够影响开关管的开关速度。如果栅极电阻太大,那么开关速度会显著降低,这显然不是我们想要的。但是如果栅极电阻太小,那么高开关速度带来的是很大的电流电压变化率,也就意味着强烈的干扰。


栅极二极管

调整这个可以调节MOS管的打开和关断的速度。

二极管在脉冲下降沿时起到对栅极放电的作用,使场效应管能快速截止,减少功耗。


接地电容

主要是系统中提供瞬间电荷,抑制电流纹波和电压尖峰(寄生电感导致的)

因为低值电容器可以快速提供一些电荷,而高值电容器可以提供大量电荷,随时间充电,有助于减少系统中的电压振铃和电压尖峰


从上漏到下源的电容

选择约0.01uF-1uF的值,并将其尽可能靠近FET,以确保正确工作

由于采样电阻的布局,可能GND会引入寄生电感,导致不良接地,去耦电容就无法稳定的提供电荷,而这个电容就可以解决这个问题,直接连接到BAT+,和低压侧节点,采用交流接地的概念。


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