1.外圍電路

1.1.柵極電阻
R51的柵極電阻可以控制MOS管的GS結電容的充放電速度。對于MOS管而言,開通速度越快,開通損耗越小。但是速度太快容易引起震蕩,震蕩波形(GS之間,這個震蕩與MOS管的米勒效應有關)如下左圖所示,而正常不震蕩的波形如下右圖所示。所以實際使用中希望開通速度盡量快,但是又不能發生震蕩。此時需要根據實際調試的波形確定R51的阻值。
此外開通太快引起容易產生EMC的問題,此時因為du/dt很大,開通快dt小,那么DS開通過程中DS兩端的壓差在變小,如果Vbus的電壓高,那么電壓的變化du很大,所以du/dt很大。

1.2.GS電容放電電阻
R54的電阻是給GS電容提供放電回路,這個電阻的取值一般在10-50K之間。在板子沒有上電的時候,有這個電阻GS之間就不會提供靜電荷,尤其在搬運過程中,GS電容之間很容易積累電荷,或者靜電作用到MOS管的G極,此時給GS電容充電可能會導致MOS管誤導通。那么一旦上電后可能導致同一橋臂的MOS管同時導通造成短路。
1.3.C45電容
調整GS電容的充放電時間,因為和GS電容并聯
給米勒電容提供泄放回路,如下圖所示。MOS管的GD之間存在一個結電容稱為米勒電容,下管導通時Vbus會有一部分電流流過這個米勒電容。米勒電容和C45串聯,可以間接減少米勒電容(電容越串越?。纳泼桌招挠绊?。

2.MOS選型
2.1.耐壓
一般選擇Vbus電壓的1.5-2倍。
2.2.額定電流
一般選擇負載額定電流的5-7倍,余量需要留大一些,因為要考慮到電機堵轉、負載突變等情況。
PS:
1.可以兩個或者幾個MOS管并聯使用,在電動車和汽車行業等大功率場合下可以這樣使用,此時多個MOS管并聯可能比一個大功率的MOS管要便宜。并聯使用時,可以使用一個預驅動芯片同時驅動多個MOS管。此外MOS管并聯使用還需要考慮分流的問題,有的時候MOS管的參數不一致,導通和關斷時間不一樣,所以并聯之后可能要讓開關速度變慢。
2.MOS管耐壓不夠時,理論上可以串聯使用,但是不建議這樣用。
2.3.封裝
MOS管的封裝實際就是考慮溫升問題,因為MOS是大功率發熱器件。經驗是在MOS管滿負荷工作時,表面溫度不要超過120度。這個溫度就是個經驗值。
2.4.Rdson
MOS管一共有四類損耗,分別是打開損耗、關斷損耗、導通損耗、續流損耗,前兩個損耗是開關過程中的損耗,是MOS管經過放大區產生的損耗;后兩種是開關結束之后的正常工作損耗。對于Rdson,對應導通損耗,這個阻值越大,相同電流的情況下導通損耗就越大,所以Rdson對導通損耗起到決定作用。因此Rdson越小越好,但是越小價格也越貴。
此外,溫度越高,Rdson越大;Vgs電壓越高,Rdson越小。并且當GS電壓超過10V以上,Rdson減小就不明顯了,所以MOS管的驅動電壓經常選擇12V或者15V,注意是驅動電壓,也就是GS之間的電壓。

2.5.Vgs閾值電壓
一般Vgs的閾值電壓都是正負20V,如下圖所示,使用時不能超過這個閾值,否則可能導致MOS管損壞。
MOS管的開通閾值一般在2-4V之間,一般選擇12-15V的驅動電壓,0V關斷。對于大功率或者要求較高的場合,也可以選擇負壓關斷,如下圖所示。大功率情況下關斷快可以減小關斷損耗,降低米勒效應的影響。此外負壓關斷的關斷速度快,可以迅速越過放大區,不易發生震蕩。

2.6.快開管和慢開管
快管通常Qg小,Rdson大,慢管相反。這個涉及到半導體的工藝,一般為了降低Rdson,晶圓面積就要做大,結果寄生電容相應變大,同理Qg也會變大。
Qg,Gate charge,門級電荷總和,一般管子的同流能力越強,Qg越大,速度也越慢。一般耐壓高的MOS開得快,大電流的MOS開的慢。

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