怎么设计mos管驱动电路？图文+案例讲解几分钟教你搞定_栅极_电路

mos管由于内阻低，开拓速率低被广泛运用于开关电路中。
mos管每每根据电源IC和mos管的参数选择得当的驱动电路。

在利用mos管设计开关电源时，大多数人都会考虑mos管的导通电阻、最大电压和最大电流等参数。
但便是这样，我们常常只考虑这些成分。
这样设计的电路远不是一个好的电路。
我们该当仔细看看它自有的寄生参数。

对付某个mos管，其驱动电路、峰值输出驱动电流、上升率等都会影响mos管的开关性能。

1、Id(Package Limited) ——封装的最大理论漏极电流

在设计电路的时候绝对不能超过此值，但并不虞味着你实际上可以在该电流下驱动负载。
在达到此规格之前，mos管总是会因热量而烧毁。

2、Vgs – 施加到栅极相对付源极的最大栅-源电压

不能超过这个值。
举个例子，IRFS7530mos管的电压值是正负20V，我们利用12V的电压，就没有靠近这个值。

3、Vdss – 另一个不言而喻的规格参数，最大漏-源电压

从漏极到源极的电压差不能超过datasheet上标注的参数值。

4、Rds(on) – 在给定栅极电压下，从漏极到源极的最大预期导通电阻。

例如IRFS7530mos管的最坏情形 Rds(on) 为 1m4。

下图显示了 mos管datasheet中常见的图表。

我们可以看到 Rds(on) 趋于平缓，其最小值高于 ~8V。
这是非逻辑电平mos管所预期的，并且在 12V 驱动是可以接管的。

不同温度下的 Rds(on) 与 Vgs

5、RthetaJA（结到环境） -这是从芯片结到封装外部到环境空气的热阻。

在 PCB 上利用特天命量的铜来指定。

6、Qg——注入栅极以使 MOSFET 完备“导通”所需的总电荷，栅电荷

这考虑了栅源电荷、栅泄电荷以及任何其他内部寄生效应。
这是用于打算mos管最大“理论”开关速率的最大略规格。

在选择电源IC和mos管时，选择得当的驱动电路将IC连接到mos管尤为主要。

一个好的MOSFET驱动电路有以下哀求：

1、当开关管导通时，驱动电路应能供应足够大的充电电流，使mos的栅极和源极之间的电压迅速升高到所需值，担保不仅开关管能快速开启而且在上升沿也没有高频振荡。

2、在开关导通期间，驱动电路要担保mos管的栅源极间电压保持稳定可靠导通。

3、在关断的瞬间，驱动电路要供应一条阻抗尽可能低的通路，快速将MOSFET栅极和源极之间的电容电压放电，担保开关管能够快速关断。

4、电路构造要大略、高效、可靠。

5、相应地运用电气隔离。

没有电路中的mos管栅极电阻会怎么样？

由于mos管的栅极实质上是一个电容，那么在没有栅极电阻的情形下，将电压施加到栅极的瞬间会发生什么？电路会将栅极视为完备短路（技能上禁绝确，由于迹线和电线具有寄生电阻和电感，但足够靠近。
）

这会潜在一些问题，如果无法快速供应那么多电流，则该电流浪涌会毁坏驱动电路。
其次，由于寄生电感和栅极电容，栅极存在“振铃”的危险。
这种振铃会迫使栅极在开/关状态之间振荡，或者更糟的是，过压并完备毁坏mos管。

一个 100R 电阻掌握栅极的充电速率。
这限定了最大电流量

没有栅极电阻的另一个问题是寄生电阻成为栅极打算的主要部分。
当利用上图所示 100R 栅极电阻时，几欧姆的寄生电阻不会对打算产生故意义的影响。

在切换大功率mos管或任何低速电路时，栅极电阻的确切值常日并不主要。
常日利用 10R 或 100R 电阻，并在须要时在测试时对其进行调度。
当开关速率靠近几千赫兹时，对利用的最大栅极电阻进行一些打算变得很主要。

具有掌握 LED 的 N 沟道mos管的基本 mos管 电路。

不才面的部分，紧张谈论 N 沟道mos管。
这些更随意马虎驱动，是驱动大功率负载的最常见类型。

上图显示了最大略的mos管电路。
R1 是栅极电阻，用于限定电流量并防止栅极上涌现任何振铃。
R2 是一个 10K 下拉电阻，确保mos管始终处于已知状态。

Q1 是逻辑电平 mos管，是掌握 10 毫安指示 LED 的得当选择。
由于 Q1 是逻辑电平mos管，CNTRL_MOSFET 可以来自标准微掌握器的 I/O 线。

IRRFS753mos管 在 12V 下驱动 12A 电阻负载

驱动“普通”mos管微繁芜一些，由于它们须要在栅极上至少有 10V 电压才能完备导通。

12A 负载由IRFS7530切换，这是一个高功率 D2PAK mos管。
由于 PWM 电阻器的速率非常低，因此 100R 电阻是一个有效的选择。

利用集成mos管低侧驱动器掌握mos管

驱动功率 mos管的最大略（常日也是最好的）方法是利用专用的集成驱动器。

这些芯片利用内部逻辑电平mos管电路从微掌握器获取逻辑电平输入并打开/关闭 mos管。

上图显示了一个基于NCP81074A的电路，是常利用的驱动程序之一，由于它有一个单独的源和吸收引脚。

如果须要，这许可对开启和关闭韶光的切换速率进行微调。
根据栅极电阻器的不同，该芯片能够供应 10A 电流，以极快的速率为栅极充电，从而最大限度地减少功率损耗。

须要把稳的一个重点是去耦电容 C1/C2。
建议利用比datasheet标注中更大值的电容。
由于驱动器须要供应大量电流来开启mos管，因此可用电容越大越好。

从引脚 U1.4/5 到 R1 再到 Q2.1 走线长度也应尽可能短，可以只管即便减少会降落开关速率的寄生电感。

利用NPN晶体管从逻辑电平旗子暗记驱动mos管的代替方法

不在大功率mos管上利用专用栅极驱动器的唯一真正缘故原由是只管即便降落本钱。

上图显示了一种更便宜的驱动 mos管的方法。
不过只在绝对必要时推举这种方法，由于专用栅极驱动器更随意马虎实现，并且每每具有更好的性能。

以上便是关于mos驱动电路设计的一些方法和案例，希望能够对你有帮助。

如果有什么不对或者补充，欢迎在评论区留言，请大家多多指教。

图片来源网络