resumen

MOSFET es un dispositivo de control de tipo voltaje común, que tiene una serie de ventajas como velocidad de conmutación rápida, rendimiento de alta frecuencia, alta impedancia de entrada, bajo ruido, baja potencia motriz, amplio rango dinámico y amplia área de trabajo segura (SOA). Por lo tanto, se usa ampliamente en fuentes de alimentación conmutadas, control de motores, herramientas eléctricas y otras industrias. Como eslabón débil del propio MOSFET, si el diseño del circuito es inadecuado, fácilmente provocará el fallo del dispositivo o incluso del sistema. Por lo tanto, este artículo clasificará los circuitos comunes de la puerta para su referencia y discusión, y puede presentar sus propios puntos de vista.

Las funciones comunes de los circuitos de compuerta MOSFET son las siguientes:

1. Elimina el ruido acoplado al circuito y mejora la confiabilidad del sistema.

2 、 Acelere la conducción de MOSFET y reduzca la pérdida de conducción.

3. Acelere el apagado del MOSFET y reduzca la pérdida de apagado.

4 、 Baje el di/dt del MOSFET, proteja el MOSFET DI/DT y suprima la interferencia EMI.

5. Proteja la red para evitar averías bajo voltaje anormalmente alto.

6 、 Al aumentar la capacidad de conducción, MOSFET se puede conducir con una pequeña señal.

Lo anterior es la función del circuito de puerta que se me ocurre. Bienvenido a agregar sus pensamientos y publicaré los circuitos correspondientes para su discusión. Lo anterior es la función del circuito de puerta que se me ocurre. Bienvenido a agregar sus pensamientos y publicaré los circuitos correspondientes para su discusión.

En primer lugar, hablemos de la conducción directa del circuito integrado de potencia. La siguiente figura es nuestro modo de conducción directa más utilizado. En este tipo de modo, no hemos procesado demasiado el circuito de conducción, por lo que debemos hacer todo lo posible para optimizar el DISEÑO de la PCB. Por ejemplo, acorte la longitud de la traza desde el IC a la puerta MOSFET, aumente el ancho de la traza y coloque Rg lo más lejos posible de la puerta MOSFET, para reducir la inductancia parásita y eliminar el ruido.

0 1 Accionamiento directo

En primer lugar, hablemos de la conducción directa del circuito integrado de potencia. La siguiente figura es nuestro modo de conducción directa más utilizado. En este tipo de modo, no hemos procesado demasiado el circuito de conducción, por lo que debemos hacer todo lo posible para optimizar el DISEÑO de la PCB. Por ejemplo, acorte la longitud de la traza desde el IC a la puerta MOSFET, aumente el ancho de la traza y coloque Rg lo más lejos posible de la puerta MOSFET, para reducir la inductancia parásita y eliminar el ruido.

Por supuesto, otro problema que debemos considerar es la capacidad de conducción del CONTROLADOR PWM. Cuando el MOSFET es grande, la capacidad de conducción del IC es pequeña y habrá problemas como una conducción demasiado lenta, una pérdida de conmutación demasiado grande o incluso la imposibilidad de conducir. Debemos prestar atención a esto al diseñar.

0 2 Cuando la capacidad de la unidad interna IC es insuficiente

Por supuesto, también podemos utilizar los siguientes métodos para resolver el problema de la capacidad de conducción interna insuficiente del IC.

Esta forma de aumentar la capacidad de conducción no sólo aumenta el tiempo de encendido, sino que también acelera el tiempo de apagado y, al mismo tiempo, tiene cierto efecto en el control de las rebabas y la pérdida de potencia. Por supuesto, deberíamos hacer todo lo posible para colocar estos dos tubos cerca de la puerta del MOSFET en LAYOUT. Esto tiene la ventaja de reducir la inductancia parásita y mejorar el rendimiento antiinterferencias del circuito.

0 3 Aumentar la velocidad de apagado del MOSFET

Si solo queremos aumentar la velocidad de apagado del MOSFET, podemos hacerlo de la siguiente manera.

Cuando la corriente de apagado es grande, la velocidad de descarga del capacitor de entrada MOSFET puede ser más rápida, reduciendo así la pérdida de apagado. Se puede lograr una alta corriente de descarga seleccionando MOSFET con baja impedancia de salida o un dispositivo de voltaje negativo con corte de canal N; el más utilizado es agregar un diodo acelerador.

Cuando la puerta está apagada, la caída de voltaje causada por la corriente en la resistencia es mayor que la del diodo cuando está encendida, y luego el diodo se encenderá, evitando así la resistencia. Después del encendido, con la disminución de la corriente, el papel del diodo en el circuito se vuelve cada vez más pequeño, lo que reducirá significativamente el tiempo de retardo para apagar el MOSFET.

Por supuesto, este circuito tiene una cierta desventaja, es decir, la corriente en la puerta aún necesita pasar a través de la impedancia del controlador de salida dentro del IC. ¿Qué se puede hacer para solucionar este problema?

Hablemos del circuito de accionamiento de apagado acelerado PNP:

0 4 Circuito de accionamiento de parada acelerada PNP

Hablemos del siguiente circuito de apagado acelerado PNP.

El circuito de apagado PNP es el circuito más utilizado en la actualidad y puede realizar el cortocircuito instantáneo puerta-fuente bajo la acción del diodo acelerador, logrando así el tiempo de descarga más corto. La razón por la que se agrega el diodo es, por un lado, proteger la base del diodo y, por el otro, proporcionar un circuito y una polarización para la conducción de corriente. La ventaja de este circuito es que puede lograr aproximadamente el efecto push-pull y el efecto de aceleración es obvio. La desventaja es que la puerta realmente no puede alcanzar 0 voltios porque pasa por dos secciones PN.

0 5 Conducción cuando la salida de la fuente es de alto voltaje

Cuando la salida de la fuente es de alto voltaje, necesitamos usar el circuito de polarización para lograr el propósito de la operación del circuito, es decir, configuramos el circuito de polarización con la fuente como punto de referencia, el voltaje de conducción fluctúa entre dos voltajes y el La desviación del voltaje de conducción es proporcionada por el bajo voltaje, como se muestra en la siguiente figura.

Por supuesto, algo anda mal con esta imagen. Me pregunto si algún héroe puede verlo.

En realidad, el problema es que es necesario suspender la "fuente de alimentación de conducción" y "conectar a tierra" la fuente de MOS (para impresionar a todos)

Este es el dibujo correcto. Para tu referencia:

0 6 La unidad cumple con los requisitos de aislamiento

Para cumplir con los requisitos de aislamiento de seguridad o proporcionar un accionamiento de puerta flotante de alta gama, a menudo se utiliza un accionamiento por transformador. Este variador aísla el control del variador del MOSFET y se puede aplicar a circuitos de bajo y alto voltaje, como se muestra en la siguiente figura:

Para decirlo sin rodeos, el accionamiento del transformador es un accionamiento aislado. Ahora, por supuesto, hay un controlador IC especial para resolverlo, pero el controlador por transformador tiene sus propias características, lo que hace que muchas personas insistan en usarlo todo el tiempo.

La función del condensador de acoplamiento en la figura es proporcionar voltaje de reinicio para el núcleo magnético magnetizado. Sin este condensador, se producirá la saturación magnética.

La función de la resistencia conectada en serie con el capacitor es evitar que el cambio repentino del ciclo de trabajo cause una oscilación LC, por lo que se agrega esta resistencia para aliviarla.

0 7 Diagrama del inversor Bootstrap

El siguiente diagrama real del inversor de arranque es como referencia:

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