MOS估驱动电流估算及MOS几个驱动的特殊应用分析
MOS管驱动电流估算是本文的重点,参数如下:
有些人可能会这样计算:
开通电流
Ion=Qg/Ton=Qg/Td(on) tr,带入数据得Ion=105nc/(140 500)ns=164mA
关断电流
Ioff=Qg/Toff= Qg/Td(off) tf,带入数据得Ioff=105nc/(215 245)ns=228mA。
结论是,驱动电流只需要 300mA左右两边都可以。仔细想想,对里一定要注意这样的条件细节,RG=25Ω。所以这个指标毫无意义。
该怎么计算才对?事实上,开关电流应根据产品的开关速度来确定。根据I=Q/t,获得了具体MOS管Qg可以获得数据和我们线路的电流能力Ton= Qg/I。比如45N50,它在Vgs=10V,VDS=400V,Id=48A的时候,Qg=105nC。如果用1A如果驱动能力驱动,可以得到快105nS开关速度。
当然,这只能估计驱动电流的值,需要进一步测试MOS管道的过冲波形。在设计驱动电路时,通常是MOS管前串10Ω左右电阻(根据测试波形调整参数)。
这里要注意的是使用Qg计算开关速度,而不是用栅极电容计算。 MOS关于管道驱动电流估算,我们来谈谈MOS管道开通流程:
开始给MOS管Cgs当电压升高时,充电 5V时,Id流过一定的电流。继续充电,Id越来越大,但还没有完全导通。Id上升到电流时,Id不再变化,Cgs不再改变。
此时不给输入电压Cgs充电,但给Cgd米勒电容充电,然后MOS完全导管。
MOS管道完全导通后,输入电压不再通过米勒电容器,并继续给出Cgs充电直到Vgs等于输入电压10V。
图中 Vgs保持输入电压不变Qgd阶段,不给输入电压Cgs充电,但给Cgd米勒电容充电MOS管道固有的转移特性。在此期间不变的电压也称为平台电压。
此时,MOS根据管道的电流和电阻P=IIR,此时管道耗电,发热严重,因此平台电压工作时间尽可能短。
一般来说,耐压等级越高,MOS管道的输入电容越大,反向传输电容越大Crss米勒效应越小,就越小。
MOS几个特殊的驱动应用
1、低压应用
当使用5V此时,由于三极管的原因,如果使用传统的图腾柱结构be有0.7V左右压降导致实际增加gate上电压只有4.3V。此时,我们选择标称gate电压4.5V的MOS管道有一定的风险。使用3也会出现同样的问题V或其它低压电源场合。
2、宽电压应用
输入电压并不是一个固定值,它会随着时间或者其他因素而变动。这个变动导致PWM电路提供给MOS管道的驱动电压不稳定。
为了让MOS管在高gate电压安全,很多MOS管道内置稳压管强行限制gate电压振幅值。在这种情况下,当驱动电压超过稳压管的电压时,会造成更大的静态功耗。
同时,如果简单地降低电阻分压的原理gate当输入电压相对较高时,电压,MOS管道工作良好,输入电压降低时gate电压不足导致导通不足,从而增加功耗。
三、双电压应用
在某些控制电路中,逻辑部分使用典型的5V或者3.3V数字电压,电源部分使用12V电压甚至更高。两个电压通过共地连接。这就提出了使用电路有效控制高压侧的要求MOS管道,同时高压侧MOS管道也将面临1和2中提到的问题。在这三种情况下,图腾柱结构不能满足输出要求,许多现成的MOS驱动IC,似乎没有gate电压限制结构。