resumo

MOSFET é um dispositivo de controle do tipo tensão comum, que possui uma série de vantagens, como velocidade de comutação rápida, desempenho de alta frequência, alta impedância de entrada, baixo ruído, baixa potência de acionamento, grande faixa dinâmica e ampla área de trabalho segura (SOA). Portanto, é amplamente utilizado na comutação de fontes de alimentação, controle de motores, ferramentas elétricas e outras indústrias. Sendo o elo mais fraco do próprio MOSFET, se o projeto do circuito for inadequado, poderá facilmente levar à falha do dispositivo ou mesmo do sistema. Portanto, este artigo irá classificar os circuitos comuns do portão para sua referência e discussão, e você está convidado a apresentar seus próprios pontos de vista.

As funções comuns dos circuitos de porta MOSFET são as seguintes:

1、Remova o ruído acoplado ao circuito e melhore a confiabilidade do sistema.

2、Acelere a condução do MOSFET e reduza a perda de condução.

3、Acelere o desligamento do MOSFET e reduza a perda de desligamento.

4、Di/dt inferior do MOSFET, protege o MOSFET DI/DT e suprime a interferência EMI.

5、Proteja a rede para evitar quebra da rede sob alta tensão anormal.

6、Aumentando a capacidade de condução, o MOSFET pode ser acionado sob um pequeno sinal.

O texto acima é a função do circuito de portão que consigo imaginar. Bem-vindo a adicionar suas idéias e postarei os circuitos correspondentes para sua discussão. O acima é a função do circuito de portão que consigo imaginar. Bem-vindo a adicionar suas idéias e postarei os circuitos correspondentes para sua discussão.

Em primeiro lugar, vamos falar sobre o acionamento direto do IC de potência. A figura a seguir é nosso modo de direção direta mais comumente usado. Neste tipo de modo, não fizemos muito processamento no circuito de acionamento, então devemos tentar o nosso melhor para otimizar o LAYOUT da PCB. Por exemplo, encurte o comprimento do traço do IC até a porta MOSFET, aumente a largura do traço e coloque Rg o mais longe possível da porta MOSFET, de modo a reduzir a indutância parasita e eliminar o ruído.

0 1 Acionamento direto

Em primeiro lugar, vamos falar sobre o acionamento direto do IC de potência. A figura a seguir é nosso modo de direção direta mais comumente usado. Neste tipo de modo, não fizemos muito processamento no circuito de acionamento, então devemos tentar o nosso melhor para otimizar o LAYOUT da PCB. Por exemplo, encurte o comprimento do traço do IC até a porta MOSFET, aumente a largura do traço e coloque Rg o mais longe possível da porta MOSFET, de modo a reduzir a indutância parasita e eliminar o ruído.

Claro, outro problema que devemos considerar é a capacidade de condução do CONTROLADOR PWM. Quando o MOSFET é grande, a capacidade de acionamento do IC é pequena e haverá problemas como condução muito lenta, perda de comutação muito grande ou até mesmo incapacidade de acionamento. Precisamos prestar atenção a isso ao projetar.

0 2 Quando a capacidade da unidade interna do IC é insuficiente

Claro, também podemos usar os seguintes métodos para resolver o problema de capacidade de condução interna insuficiente do IC.

Esta forma de aumentar a capacidade de condução não só aumenta o tempo ligado, mas também acelera o tempo desligado e, ao mesmo tempo, tem certo efeito no controle de rebarbas e perda de potência. Claro, devemos tentar o nosso melhor para colocar esses dois tubos próximos ao portão do MOSFET no LAYOUT. Isto tem a vantagem de reduzir a indutância parasita e melhorar o desempenho anti-interferência do circuito.

0 3 Aumente a velocidade de desligamento do MOSFET

Se quisermos apenas aumentar a velocidade de desligamento do MOSFET, podemos fazê-lo da seguinte maneira.

Quando a corrente de desligamento é grande, a velocidade de descarga do capacitor de entrada MOSFET pode ser mais rápida, reduzindo assim a perda de desligamento. Alta corrente de descarga pode ser alcançada selecionando MOSFET com baixa impedância de saída ou dispositivo de tensão negativa com corte de canal N, o mais comumente usado é adicionar diodo de aceleração.

Quando a porta é desligada, a queda de tensão causada pela corrente no resistor é maior que a do diodo quando ele é ligado, e então o diodo liga, contornando o resistor. Após ligar, com a diminuição da corrente, o papel do diodo no circuito torna-se cada vez menor, o que reduzirá significativamente o tempo de atraso no desligamento do MOSFET.

Claro, este circuito tem uma certa desvantagem, ou seja, a corrente na porta ainda precisa passar pela impedância do drive de saída dentro do IC. O que pode ser feito para resolver este problema?

Vamos falar sobre o circuito de acionamento de desligamento acelerado PNP:

0 4 Circuito de acionamento de desligamento acelerado PNP

Vamos falar sobre o seguinte circuito de desligamento acelerado PNP.

O circuito de desligamento PNP é o circuito mais utilizado atualmente, que pode realizar o curto-circuito porta-fonte instantâneo sob a ação do diodo acelerador, atingindo assim o menor tempo de descarga. A razão pela qual o diodo é adicionado é para proteger a base do diodo, por um lado, e para fornecer um circuito e polarização para a corrente de condução, por outro. A vantagem deste circuito é que ele pode atingir aproximadamente o efeito push-pull, e o efeito de aceleração é óbvio. A desvantagem é que a porta não consegue atingir 0 volts porque passa por duas seções PN.

0 5 Condução quando a saída da fonte é de alta tensão

Quando a saída da fonte é de alta tensão, precisamos usar o circuito de polarização para atingir o propósito de operação do circuito, ou seja, montamos o circuito de polarização com a fonte como ponto de referência, a tensão de acionamento flutua entre duas tensões, e o o desvio da tensão de acionamento é fornecido pela baixa tensão, conforme mostrado na figura a seguir.

Claro, há algo errado com esta imagem. Eu me pergunto se algum herói pode ver isso?

Na verdade, o problema é que a “fonte de alimentação motriz” precisa ser suspensa, e a fonte de MOS deve ser “aterrada” (para impressionar a todos)

Este é o desenho correto. Para sua referência:

0 6 Drive atendendo aos requisitos de isolamento

Para atender aos requisitos de isolamento de segurança ou fornecer acionamento de portão flutuante de alta qualidade, o acionamento por transformador é frequentemente usado. Este drive isola o controle do drive do MOSFET e pode ser aplicado em circuitos de baixa e alta tensão, conforme mostrado na figura a seguir:

Para ser franco, a unidade do transformador é uma unidade isolada. Agora, claro, existem drivers IC especiais para resolver isso, mas o acionamento do transformador tem características próprias, o que faz com que muitas pessoas insistam em usá-lo o tempo todo.

A função do capacitor de acoplamento na figura é fornecer tensão de reinicialização para o núcleo magnético magnetizado. Sem este capacitor, ocorrerá saturação magnética.

A função do resistor conectado em série com o capacitor é evitar que a mudança repentina do ciclo de trabalho cause oscilação LC, portanto, este resistor é adicionado para aliviá-lo.

0 7 Diagrama do inversor Bootstrap

O seguinte diagrama real do inversor de bootstrap é para referência:

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