关于开关电源的型号的选择方法,你知道吗?


原标题:关于开关电源的型号的选择方法,你知道吗?
分立元件MOS管驱动电路的设计需综合考虑MOS管特性、驱动需求及电路可靠性,以下从驱动原理、典型电路、关键元件作用及调试要点展开分析:
一、驱动原理与核心要求
驱动需求
MOS管栅极存在寄生电容(Cgs、Cgd),驱动电路需提供足够电流以快速充放电栅极电容,实现快速开关。例如,小功率MOS管的Cgs通常在几百pF至几nF,驱动电流需达安培级才能实现数十纳秒的开关时间。电压要求
NMOS:栅极电压需高于源极电压(Vgs > Vth,阈值电压通常2-4V),高端驱动时需自举电路提升栅极电压。
PMOS:栅极电压需低于源极电压(Vgs < Vth),适合低端驱动,但导通电阻较大,应用较少。
保护机制
需加入栅极电阻(Rg)限制充放电电流,防止振荡;下拉电阻(Rpd,10kΩ-100kΩ)泄放栅极电荷,避免误触发。
二、典型分立元件驱动电路
图腾柱驱动电路
当输入为高电平时,NPN三极管导通,PNP三极管截止,驱动电流通过NPN管流向MOS管栅极。
当输入为低电平时,PNP三极管导通,NPN三极管截止,驱动电流通过PNP管流向地,快速泄放栅极电荷。
结构:由NPN和PNP三极管组成推挽输出,提供双向驱动电流。
应用:适用于低端驱动(源极接地),如电机驱动中的H桥电路。
示例:
自举驱动电路
当高端MOS管关断时,自举电容通过二极管充电至接近电源电压。
当高端MOS管导通时,源极电压升高,自举电容电压叠加在电源电压上,为栅极提供足够驱动电压。
结构:利用自举电容(Cboot)在高端驱动时提升栅极电压。
应用:适用于高端驱动(源极不接地),如半桥或全桥电路。
示例:
加速关断电路
结构:在栅极电阻上并联快恢复二极管和电阻。
作用:关断时,二极管导通,提供低阻抗放电通路,加速栅极电荷泄放,减小关断时间和损耗。
三、关键元件作用与选型
自举电容(Cboot)
作用:存储电荷,为高端MOS管栅极提供驱动电压。
选型:耐压需高于电源电压,容值需满足驱动电流需求(通常几十nF至几百nF)。
栅极电阻(Rg)
作用:限制充放电电流,防止振荡;调节开关速度。
选型:阻值通常为几欧姆至几十欧姆,功率需满足驱动电流要求。
下拉电阻(Rpd)
作用:泄放栅极电荷,避免误触发;提供静电保护。
选型:阻值通常为10kΩ-100kΩ,功率较小。
快恢复二极管
作用:加速关断时栅极电荷泄放。
选型:反向恢复时间短(<100ns),耐压和电流需满足电路要求。
四、调试要点与常见问题解决
驱动波形异常
现象:栅极电压波形上升/下降时间过长,或有振荡。
原因:驱动电流不足、栅极电阻过大、布局布线不合理。
解决:减小栅极电阻、优化PCB布局(缩短栅极走线)、增加驱动电流。
MOS管发热
现象:MOS管温度过高。
原因:开关损耗大(开关速度慢)、导通损耗大(驱动电压不足)。
解决:优化驱动电路(提高开关速度)、确保驱动电压足够(Vgs > Vth+2V)。
自举电容电压不足
现象:高端MOS管无法完全导通。
原因:自举电容容值不足、充电回路阻抗大。
解决:增大自举电容容值、减小充电回路阻抗(如减小二极管压降)。
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