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  • 常用大功率管手册.pdf

    2019-09-14 19:44:16
    常用大功率管手册pdf,常用大功率管手册
  • 使用三极管控制电路,其实是比较常用的,但是功率这一块吃不消,比如最为常用的8550即使是韩国的正版产品也只能达到1.5A,国内0.5A就是极限了,而MOS本身特性使得寄生电容小,电阻也低,很适合大功率控制 ...

    使用三极管控制电路,其实是比较常用的,但是功率这一块吃不消,比如最为常用的8550即使是韩国的正版产品也只能达到1.5A,国内0.5A就是极限了,而MOS管本身特性使得寄生电容小,电阻也低,很适合大功率控制

     

    下图是一个典型的8550 PNP控制电路

     这是我练习打板的一个电路,后面发现引脚定义没有弄好不过幸运的是三极管只有三个脚

     

    而像是下面图这样的就是一个N-Channel MOS开关模块,这一个通常用于在Source源极连接到GND的方式控制导通,作为开关的时候,其实非常容易理解,抛去一些模拟电路的内容,栅极也就是控制极,漏极是输入端,源极是输出端,N沟道MOS特点就是高电平输出,低电平截止,我用一个2K下拉方便让栅极达到截止电压

     

    常用的N-MOS管型号

    IRF540N 100V33A

    IRF530N 100V17A

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  • 开关功率mos介绍

    千次阅读 2010-08-07 09:36:00
    在使用MOS设计开关电源或者马达驱动电路的时候,部分人都会考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等,也有很多人仅仅考虑这些因素。这样的电路也许是可以工作的,但并不是优秀的,作为正式的产品设计也是不...
    在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,大部分人都会考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等,也有很多人仅仅考虑这些因素。这样的电路也许是可以工作的,但并不是优秀的,作为正式的产品设计也是不允许的。
      下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结,其中参考了一些资料,非全部原创。包括MOS管的介绍,特性,驱动以及应用电路。 
    
    1,MOS管种类和结构
      MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。
      至于为什么不使用耗尽型的MOS管,不建议刨根问底。
      
      对于这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小,且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。下面的介绍中,也多以NMOS为主。
    
      MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免,后边再详细介绍。
      在MOS管原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。
    
    2,MOS管导通特性
      导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。
      NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
      PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。
    
    3,MOS开关管损失
    
    -
    
      不管是NMOS还是PMOS,导通后都有导通电阻存在,这样电流就会在这个电阻上消耗能量,这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右,几毫欧的也有。
    
      MOS在导通和截止的时候,一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程,流过的电流有一个上升的过程,在这段时间内,MOS管的损失是电压和电流的乘积,叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多,而且开关频率越高,损失也越大。
    
      导通瞬间电压和电流的乘积很大,造成的损失也就很大。缩短开关时间,可以减小每次导通时的损失;降低开关频率,可以减小单位时间内的开关次数。这两种办法都可以减小开关损失。
    
    4,MOS管驱动
      跟双极性晶体管相比,一般认为使MOS管导通不需要电流,只要GS电压高于一定的值,就可以了。这个很容易做到,但是,我们还需要速度。
      在MOS管的结构中可以看到,在GS,GD之间存在寄生电容,而MOS管的驱动,实际上就是对电容的充放电。对电容的充电需要一个电流,因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路,所以瞬间电流会比较大。选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。
      第二注意的是,普遍用于高端驱动的NMOS,导通时需要是栅极电压大于源极电压。而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压(VCC)相同,所以这时栅极电压要比VCC大4V或10V。如果在同一个系统里,要得到比VCC大的电压,就要专门的升压电路了。很多马达驱动器都集成了电荷泵,要注意的是应该选择合适的外接电容,以得到足够的短路电流去驱动MOS管。
    
      上边说的4V或10V是常用的MOS管的导通电压,设计时当然需要有一定的余量。而且电压越高,导通速度越快,导通电阻也越小。现在也有导通电压更小的MOS管用在不同的领域里,但在12V汽车电子系统里,一般4V导通就够用了。
    
      MOS管的驱动电路及其损失,可以参考Microchip公司的AN799 Matching MOSFET Drivers to MOSFETs。讲述得很详细,所以不打算多写了。
    
    5,MOS管应用电路
      MOS管最显著的特性是开关特性好,所以被广泛应用在需要电子开关的电路中,常见的如开关电源和马达驱动,也有照明调光。
    
    
     
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  • MOS相比于三极管,开关速度快,导通电压低,电压驱动简单,所以越来越受工程师的喜欢,然而,若不当设计,哪怕是小功率MOS,也会导致芯片烧坏,原本想着更简单的,  最后变得更加复杂。这几年来立深鑫电子一直...

     MOS管相比于三极管,开关速度快,导通电压低,电压驱动简单,所以越来越受工程师的喜欢,然而,若不当设计,哪怕是小功率MOS管,也会导致芯片烧坏,原本想着更简单的,

      最后变得更加复杂。这几年来立深鑫电子一直做MOS管的代理,也涉及嵌入式方案设计,对大小功率MOS管,都有一定的理解,所以把心中理解的经验总结一番,希望你能更懂MOS管的应用。

      我们知道,MOS管的输入与输出是相位相反,恰好180度,也就是等效于一个反相器,也可以理解为一个反相工作的运放,如下图:

             

      有了以上模型,就好办了,尤其从运放这张图中,可以一眼看出,这就是一个反相积分电路,当输入电阻较大时,开关速度比较缓慢,Cgd这颗积分电容影响不明显,但是当开关速度比较高,而且VDD供电电压比较高,

      比如310V下,通过Cgd的电流比较大,强的积分很容易引起振荡,这个振荡叫米勒振荡。所以Cgd也叫米勒电容,而在MOS管开关导通或者关断的那段时间,也就是积分那段时间,叫米勒平台,

      如下图圆圈中的那部分为米勒平台,右边的是振荡严重的米勒振荡:

             

      因为MOS管的反馈引入了电容,当这个电容足够大,并且前段信号变化快,后端供电电压高,三者结合起来,就会引起积分过充振荡,这个等价于温控的PID中的I模型,要想解决解决这个米勒振荡,

      在频率和电压不变的情况下,一般可以提高MOS管的驱动电阻,减缓开关的边沿速度,其次比较有效的方式是增加Cgs电容。在条件允许的情况下,可以在Cds之间并上低内阻抗冲击的小电容,或者用RC电路来做吸收电路。

      下图给出我常用的三颗大功率MOS管的电容值:LCR电桥直接测量

      Inifineon6代MOS管和APT7代MOS管性能远远不如碳化硅性能,它的各个指标都很小,当米勒振荡通过其他手段无法降低时,可以考虑更换更小的米勒电容MOS管,尤其需要重视Cgd要尽可能的小于Cgs。

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  • 区别: 1.MOS损耗比三极管小,导...MOS比三极管最大的有点是所需的驱动功率小,用MOS做电源驱动时,只需要一个驱动电压信号即可,就可以控制很的电源电流了(几安培到几十安培),控制很方便,如果用三极管,

    区别:

    1.MOS管损耗比三极管小,导通后压降理论上为0。

    2.MOS管为电压驱动型,只需要给电压即可,意思是即便串入一个100K的电阻,只要电压够,MOS管还是能够导通。

    3.MOS管的温度特性要比三极管好。


    MOS管比三极管最大的有点是所需的驱动功率小,用MOS管做电源驱动时,只需要一个驱动电压信号即可,就可以控制很大的电源电流了(几安培到几十安培),控制很方便,如果用三极管,需要几级推动电路,将控制电流逐步加大,也就是多级放大,常见的方式是达林顿电路,这样在设计电路时就很繁琐了,调试也费劲。

    三极管(BJT)是电流控制器件,MOS是电压控制器件,三极管需要较大的控制电流,很多时候需要逐级放大,而MOS管的栅极电流极小,几乎可以忽略,再加上MOS管饱和导通时产生的压降比BJT饱和压降低,所以耗散功率小,效率也更高,所以一般的功率开关管会选择MOS管而不是BJT。

    不过MOS管并不是没有缺点的,由于MOS管的栅电容的天然缺点,会影响它的开关速度,同样用途的管子,一般BJT要比MOS的速度更快。

    另外MOS管的输入阻抗接近无穷,所以最大程度的分压,用作开关静态时,漏电小,功耗小,可靠。


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