Czy znasz obwód sterownika MOSFET？

Obwód sterownika MOSFET jest kluczową częścią elektroniki mocy i konstrukcji obwodów, która jest odpowiedzialna za zapewnienie wystarczającej wydajności napędu, aby zapewnić prawidłowe i niezawodne działanie MOSFET-u. Poniżej znajduje się szczegółowa analiza obwodów sterownika MOSFET:

I. Rola obwodu napędowego

Zapewnij wystarczającą pojemność dysku:Ponieważ sygnał sterujący jest często podawany ze sterownika (np. DSP, mikrokontrolera), napięcie i prąd napędu mogą nie być wystarczające do bezpośredniego włączenia tranzystora MOSFET, dlatego wymagany jest obwód napędowy dostosowany do możliwości napędu.

Zapewnij dobre warunki przełączania:Obwód sterownika musi zapewniać, że tranzystory MOSFET nie będą ani za szybkie, ani za wolne podczas przełączania, aby uniknąć problemów EMI i nadmiernych strat przełączania.

Zapewnij niezawodność urządzenia:Ze względu na obecność pasożytniczych parametrów urządzenia przełączającego, podczas przewodzenia lub wyłączania mogą powstawać skoki napięcia i prądu, a obwód sterownika musi tłumić te skoki, aby chronić obwód i urządzenie.

II. Rodzaje obwodów napędowych

 

Nieizolowany sterownik

Napęd bezpośredni:Najprostszym sposobem sterowania MOSFET-em jest podłączenie sygnału sterującego bezpośrednio do bramki MOSFET-u. Ta metoda jest odpowiednia w przypadkach, gdy zdolność prowadzenia pojazdu jest wystarczająca, a wymagania dotyczące izolacji nie są wysokie.

Obwód startowy:Wykorzystując zasadę, że napięcie kondensatora nie może ulec nagłej zmianie, napięcie jest automatycznie podnoszone, gdy MOSFET zmienia swój stan przełączania, napędzając w ten sposób MOSFET wysokiego napięcia. To podejście jest powszechnie stosowane w przypadkach, gdy MOSFET nie może mieć wspólnej masy z Układ scalony sterownika, taki jak obwody BUCK.

Odosobniony kierowca

Izolacja transoptora:Izolację sygnału sterującego od obwodu głównego osiąga się za pomocą transoptorów. Transoptor ma zalety izolacji galwanicznej i silnej zdolności przeciwzakłóceniowej, ale pasmo przenoszenia może być ograniczone, a żywotność i niezawodność mogą zostać zmniejszone w trudnych warunkach.

Izolacja transformatora:Zastosowanie transformatorów w celu uzyskania izolacji sygnału sterującego od obwodu głównego. Izolacja transformatora ma zalety dobrej odpowiedzi w zakresie wysokich częstotliwości, wysokiego napięcia izolacji itp., Ale konstrukcja jest stosunkowo złożona i podatna na parametry pasożytnicze.

Po trzecie, konstrukcja punktów obwodu sterującego

Napięcie napędu:Należy upewnić się, że napięcie sterujące jest wyższe niż napięcie progowe tranzystora MOSFET, aby zapewnić niezawodne przewodnictwo tranzystora MOSFET. Jednocześnie napięcie napędu nie powinno być zbyt wysokie, aby uniknąć uszkodzenia MOSFET-u.

Prąd napędu:Chociaż tranzystory MOSFET są urządzeniami napędzanymi napięciem i nie wymagają dużego ciągłego prądu sterującego, należy zagwarantować prąd szczytowy, aby zapewnić określoną prędkość przełączania. Dlatego obwód sterownika powinien być w stanie zapewnić wystarczający prąd szczytowy.

Rezystor napędu:Rezystor napędowy służy do kontrolowania prędkości przełączania i tłumienia skoków prądu. Dobór wartości rezystora powinien opierać się na konkretnym obwodzie i charakterystyce MOSFET-u. Ogólnie rzecz biorąc, wartość rezystora nie powinna być zbyt duża ani zbyt mała, aby uniknąć wpływu na efekt sterowania i wydajność obwodu.

Układ PCB:Podczas projektowania PCB długość wyrównania pomiędzy obwodem sterownika a bramką MOSFET powinna zostać maksymalnie skrócona, a szerokość wyrównania powinna zostać zwiększona, aby zmniejszyć wpływ pasożytniczej indukcyjności i rezystancji na efekt sterujący. Jednocześnie kluczowe elementy, takie jak rezystory sterujące, powinny być umieszczone bliżej bramki MOSFET.

IV. Przykłady zastosowań

Obwody sterownika MOSFET są szeroko stosowane w różnych urządzeniach i obwodach energoelektronicznych, takich jak zasilacze impulsowe, falowniki i napędy silników. W tych zastosowaniach projektowanie i optymalizacja obwodów sterownika mają kluczowe znaczenie dla poprawy wydajności i niezawodności urządzeń.

Podsumowując, obwód sterujący MOSFET jest niezbędną częścią energoelektroniki i projektowania obwodów. Rozsądnie projektując obwód sterownika, można zapewnić normalną i niezawodną pracę tranzystora MOSFET, poprawiając w ten sposób wydajność i niezawodność całego obwodu.