[应用方案] MOSFET管驱动电路

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 楼主| sdCAD 发表于 2024-11-21 17:33 | 显示全部楼层 |阅读模式

下图就是 PMOS 和 NMOS 的简单使用方法。D1 是指示灯,NMOS 的 G 连接单片机 IO,PMOS 的 D 输出 24V 电压,D2 是消耗继电器反电动势
PMOS 和 NMOS 不一样,在远超单片机电压下控制 PMOS 必须依靠一个 NMOS,不能用单片机的 IO 直接代替这里的 NMOS 作控制,不然高压会直接击穿单片机

也许可以这么理解:PMOS 用于发送正电压,NMOS 用于接收正电压
从电源正极向负极走,PMOS 电路的负载应在 PMOS 的后面,NMOS 电路的负载应在 NMOS 的前面
PMOS 主电流路径是 S 流向 D,NMOS 主电流路径是 D 流向 S
PMOS 和 NMOS 的 D 都接负载,但 PMOS 的 S 接电源正极,而 NMOS 的 S 接电源的负极

参数说明:

Vds 就是常说的耐压,就是电源的电压不能超过 Vds
PMOS SI2309 和 NMOS 2N7002 的 Vgs 耐压都是正负 20V,也就是 G 极的绝缘层耐压只有 20V,需要注意 G 极不能超 Vgs (max/最大/击穿)电压
Vgs 导通电压一般不会太高,一般接近完全导通时的电压的绝对值是 4V 左右,3.3V 也行
温度会影响导通后的阻值,一般 125 摄氏度时的其阻值会达到 25 摄氏度下的三倍左右,电流越大温升也越厉害

控制电路
  • NMOS:
    Vgs 导通电压是正的,看 G 比 S 电压高多少会导通。S 接了电源地,也可以说是看 G 比电源地的电压 高 多少会导通

  • PMOS:
    Vgs 导通电压是负的,看 G 比 S 电压低多少会导通。S 接了电源正,也可以说是看 G 比电源正的电压 低 多少会导通
    就拿上面那个图来说:
    如果 NMOS 不开启,这时相当于 PMOS 的 G 串联 R2 后接了 24V,由于 S 也接了 24V,G - S = 0V,所以 PMOS 也不开启
    如果 NMOS 开启,R2 R3 各分压一半,也就是 12V,所以 G 对地也是 12V,G - S = -12V,PMOS 也开启了,并且因为电阻分压,Vgs 也没有超过最大值,不会击穿



loutin 发表于 2024-12-2 19:38 | 显示全部楼层
驱动电路能够提供足够的电流来迅速充电和放电MOSFET的栅极电容,以便快速开关MOSFET。驱动电流不足会导致开关速度慢,增加开关损耗。
tifmill 发表于 2024-12-2 21:24 | 显示全部楼层
如果需要电气隔离,可以使用光耦合器或磁耦合器来隔离驱动电路和控制电路,保护敏感的控制电路免受高电压冲击。
gygp 发表于 2024-12-6 21:13 | 显示全部楼层
过压过流保护,栅极钳位,避免栅极电压过高损害MOSFET,使用齐纳二极管或TVS管钳位,过流保护避免大电流损害
pentruman 发表于 2024-12-7 00:36 | 显示全部楼层
MOSFET内部存在寄生电容,包括栅源电容、栅漏电容等。这些寄生电容会影响MOSFET的开关速度,因此在设计驱动电路时需要考虑这些电容的影响。
houjiakai 发表于 2024-12-7 01:52 | 显示全部楼层
注意MOSFET内部的体二极管方向,避免反偏。
pixhw 发表于 2024-12-7 08:17 | 显示全部楼层
栅极电阻可以限制栅极电流,防止栅极上出现振铃现象。然而,栅极电阻的阻值选择需要权衡开关速度和功耗。阻值过大可能导致开关速度变慢,阻值过小则可能增加功耗。
cemaj 发表于 2024-12-9 09:42 | 显示全部楼层
在某些应用中,为了安全起见,驱动电路与主电路之间需要进行电气隔离。
ulystronglll 发表于 2024-12-9 10:26 | 显示全部楼层
在驱动电路的电源线上添加去耦电容,以减少电源噪声和电压波动,确保驱动电路的稳定工作。
mmbs 发表于 2024-12-9 12:24 | 显示全部楼层
在MOSFET导通期间,驱动电路需要保证栅源极间电压保持稳定,以确保MOSFET的可靠导通。
biechedan 发表于 2024-12-9 14:22 | 显示全部楼层
驱动芯片旁路电容(去耦电容)靠近VCC和GND脚,减少走线电感,保证瞬态输出电流,避免电压尖峰谷值,保持输出稳定
uptown 发表于 2024-12-9 18:00 | 显示全部楼层
根据MOSFET的数据手册选择合适的门极电阻值
loutin 发表于 2024-12-9 18:15 | 显示全部楼层
驱动电路应能满足应用所需的开关频率和响应速度。对于高频应用,特别需要注意驱动电路的寄生参数和布局优化。
pmp 发表于 2024-12-10 13:46 | 显示全部楼层
尽量减少源极和漏极的引线电感,以减少开关瞬间的电压尖峰。
sanfuzi 发表于 2024-12-10 14:47 | 显示全部楼层
设计电路时考虑故障保护机制,如过流保护和过热保护。
abotomson 发表于 2024-12-10 15:52 | 显示全部楼层
在选择电源IC时,需要查看其最大驱动峰值电流,以确保其能满足MOSFET的驱动需求。
wwppd 发表于 2024-12-10 16:23 | 显示全部楼层
如差分驱动、电流模式驱动等,可以提高驱动电路的抗干扰能力和稳定性
fengm 发表于 2024-12-10 21:19 | 显示全部楼层
在MOSFET的栅极和源极之间并联一个适当的电阻,可以帮助限制栅极电流,防止过高的di/dt导致的电压尖峰,同时也有助于减少LC振荡。
robincotton 发表于 2024-12-11 20:25 | 显示全部楼层
MOSFET 管分为增强型和耗尽型,对于增强型 MOSFET,栅极 - 源极(VGS)电压必须超过开启电压(Vth)才能使 MOSFET 导通。不同型号的 MOSFET 开启电压不同,一般在 2 - 4V 左右。在设计驱动电路时,要确保提供的驱动电压足够高,以保证 MOSFET 完全导通。例如,对于一个 Vth 为 3V 的 MOSFET,驱动电压最好能达到 4 - 5V 或更高,这样可以使 MOSFET 处于低电阻导通状态,减少导通损耗。
modesty3jonah 发表于 2024-12-12 10:50 | 显示全部楼层
在关断过程中,需要防止因栅极放电电流过大而损坏驱动电路或MOSFET本身。
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