MOS管驱动电流的估算
- 格式:doc
- 大小:171.50 KB
- 文档页数:1
QLRgCgsDR IVEVC C12V驱动电压:驱动电流:可以看到当Rg比较小时驱动电压上冲会比较高,震荡比较多,L越大越明显,此时会对MOSFET及其他器件性能产生影响。
但是阻值过大时驱动波形上升比较慢,当MOSFET有较大电流通过时会有不利影响。
此外也要看到,当L比较小时,此时驱动电流的峰值比较大,而一般IC的驱动电流输出能力都是有一定限制的,当实际驱动电流达到IC输出的最大值时,此时IC输出相当于一个恒流源,对Cgs线性充电,驱动电压波形的上升率会变慢。
电流曲线就可能如左图所示(此时由于电流不变,电感不起作用)。
这样可能会对IC的可靠性产生影响,电压波形上升段可能会产生一个小的台阶或毛刺。
TR(nS) 19 49 230 20 45 229 Rg(ohm) 10 22 100 10 22 100 L(nH) 30 30 30 80 80 80可以看到L 对上升时间的影响比较小,主要还是Rg 影响比较大。
上升时间可以用2*Rg*Cgs 来近似估算,通常上升时间小于导通时间的二十分之一时,MOSFET 开关导通时的损耗不致于会太大造成发热问题,因此当MOSFET 的最小导通时间确定后Rg 最大值也就确定了 Rg 140Ton_minCgs,一般Rg 在取值范围内越小越好,但是考虑EMI 的话可以适当取大。
以上讨论的是MOSFET ON 状态时电阻的选择,在MOSFET OFF 状态时为了保证栅极电荷快速泻放,此时阻值要尽量小,这也是Rsink<Rsource 的原因。
通常为了保证快速泻放,在Rg 上可以并联一个二极管。
当泻放电阻过小,由于走线电感的原因也会引起谐振(因此有些应用中也会在这个二极管上串一个小电阻),但是由于二极管的反向电流不导通,此时Rg 又参与反向谐振回路,因此可以抑制反向谐振的尖峰。
这个二极管通常使用高频小信号管1N4148。
实际使用中还要考虑MOSFET 栅漏极还有个电容Cgd 的影响,MOSFET ON 时Rg 还要对Cgd 充电,会改变电压上升斜率,OFF 时VCC 会通过Cgd 向Cgs 充电,此时必须保证Cgs 上的电荷快速放掉,否则会导致MOSFET 的异常导通。
mos管电流能力MOS管是一种常见的场效应晶体管,具有较高的电流驱动能力。
本文将就MOS管电流能力进行详细探讨。
一、MOS管概述MOS管全称金属氧化物半导体场效应晶体管,是一种三极管。
它由金属栅极、氧化层和半导体基极组成。
根据不同的工作模式,MOS 管可以分为增强型和耗尽型两种类型。
增强型MOS管在导通状态下,栅极电压高于阈值电压时,可以提供大电流驱动能力。
二、MOS管工作原理MOS管的工作原理是通过改变栅极电压来控制源极到漏极的电流。
当栅极电压高于阈值电压时,MOS管进入导通状态,漏极电流随栅极电压的变化而变化。
MOS管的电流驱动能力与栅极电压和漏极电流之间的关系密切相关。
三、MOS管电流能力的影响因素1. 栅极电压:栅极电压高于阈值电压时,MOS管进入导通状态,电流能力增强。
2. 漏极电流:漏极电流的大小直接影响MOS管的电流驱动能力。
漏极电流越大,MOS管的电流能力越高。
3. 温度:温度升高会导致MOS管内部电阻增加,从而限制了电流的流动。
4. MOS管的尺寸:尺寸越大,电流能力越高。
这是因为尺寸越大,MOS管的通道宽度和长度增加,从而减小了电阻,提高了电流能力。
四、如何提高MOS管的电流能力1. 选择合适的MOS管型号:不同型号的MOS管具有不同的电流驱动能力。
根据具体应用需求选择合适的MOS管型号,以满足电流要求。
2. 优化布局和设计:合理布局和设计MOS管的电路,减小电阻,提高电流能力。
3. 降低温度:采取散热措施,降低MOS管的工作温度,可以提高电流能力。
4. 并联多个MOS管:可以通过并联多个MOS管来增加电流能力。
在保证工作条件下,将多个MOS管并联,可以提供更大的电流输出。
MOS管具有较高的电流驱动能力。
其电流能力受到多种因素的影响,包括栅极电压、漏极电流、温度和MOS管尺寸等。
通过选择合适的MOS管型号、优化布局和设计、降低温度以及并联多个MOS管等方法,可以进一步提高MOS管的电流能力。
MOS管功耗计算1.计算MOS管的电流:MOS管的电流可以通过欧姆定律计算。
对于N沟道MOS管(NMOS)和P沟道MOS管(PMOS),其电流方向分别为源极到漏极和漏极到源极。
NMOS电流为:ID = 0.5 * Kp * (Vgs - Vth)²其中,ID为电流,Kp为沟道传导系数,Vgs为栅极电压与源极电压之差,Vth为沟道阈值电压。
PMOS电流为:ID = -0.5 * Kp * (Vsg - Vth)²其中,ID为电流,Kp为沟道传导系数,Vsg为源极电压与栅极电压之差,Vth为沟道阈值电压。
需要注意的是,对于PMOS,漏极和源极的电流方向相反,所以ID前面有一个负号。
2.计算MOS管的电压:MOS管的电压可以通过源极和漏极之间的电压差计算。
NMOS电压为:Vds = Vdd - Vout其中,Vds为源极到漏极之间的电压差,Vdd为Vout为漏极电压。
PMOS电压为:Vds = Vout - Vss其中,Vds为源极到漏极之间的电压差,Vout为漏极电压,Vss为地电压。
3.计算MOS管的沟道功耗:沟道功耗是MOS管由于沟道电阻而产生的功耗,可以通过沟道电阻和沟道电流的平方计算。
沟道功耗为:Pch = Rch * ID²其中,Pch为沟道功耗,Rch为沟道电阻,ID为电流。
4.计算MOS管的开关功耗:开关功耗是MOS管由于导通和截止过程中产生的瞬态功耗。
开关功耗为:Psw = 0.5 * Cgs * Vdd² * f其中,Psw为开关功耗,Cgs为栅极与源极之间的电容,Vdd为电源电压,f为开关频率。
综上所述,MOS管的功耗计算包括电流计算、电压计算、沟道功耗计算和开关功耗计算。
通过这些计算,可以对MOS管的功耗进行准确的评估和分析,从而优化设计和提高效率。
mos管驱动电路的栅极驱动电阻、下拉电阻的计算过程MOS管是非常常见的一种电子器件,它的主要功能是调控电流流动和控制电路的开关。
在实际应用中,为了保证MOS管的正常工作,我们需要设计合适的驱动电路来提供给MOS 管所需要的驱动电压。
栅极驱动电阻和下拉电阻是驱动电路中两个重要的参数。
栅极驱动电阻用于限制栅极和驱动电源之间的电流,以防止过大的电流损坏MOS管。
下拉电阻用于将栅极电压稳定地拉低到合适的电平,使MOS管能够正常工作。
首先,我们需要了解MOS管的基本工作原理。
MOS管由N型和P型的材料组成,其中N型材料为导电性能较好的材料,P型材料为导电性能较差的材料。
栅极电压可以控制MOS管的导通和截止状态。
一般来说,当栅极电压高于一定阈值电压(通常为0.5-1V)时,MOS管会导通;当栅极电压低于阈值电压时,MOS管会截止。
接下来,我们来计算栅极驱动电阻。
栅极驱动电阻的主要作用是限制栅极和驱动电源之间的电流,以避免电流过大损坏MOS管。
栅极驱动电阻的计算需要考虑两个方面:一是栅极电流所经过的电阻,二是驱动电源内部的电阻。
首先,栅极电流所经过的电阻可以近似看作是栅极驱动电路上的串联电阻。
我们可以通过分析电路中的电流和电压关系来计算电阻值。
假设栅极电压为Vgs,驱动电路的电源电压为Vdd,栅极驱动电阻为Rgs,那么通过栅极驱动电路的电流可以表示为Igs=(Vdd-Vgs)/Rgs。
我们可以通过该电流和已知的栅极驱动电压来计算栅极驱动电阻的大小。
此外,驱动电源内部的电阻也会对栅极驱动电路产生影响。
这个电阻可以通过测量电源电压和栅极电压的差值以及电路中的电流来计算得出。
接下来,我们来计算下拉电阻。
下拉电阻的作用是将栅极电压稳定地拉低到合适的电平,以保证MOS管的正常工作。
下拉电阻的计算可以通过考虑栅极电流和电源电压之间的关系得到。
一般来说,下拉电阻的大小可以通过公式Rpull=Vdd/Igspull得到,其中Vdd是驱动电源的电压,Igspull是下拉电流。
mos 工作电流
根据工作电流的大小,mos管可以分为小功率mos管和大功率mos 管。
小功率mos管的工作电流小于1ma,而大功率mos管的工作电流大于1ma。
此外,mos管的工作电流还与其开关电源的工作方式有关。
例如,开关型(pwm)mos管、降压型(buck)mos管和升压型(flyback)mos管等不同类型的工作方式对应着不同的电流需求。
在实际应用中,mos管的工作电流还与其输出电压高低有关。
例如,低电压输出(lvtt)通常为5v以下,中电压输出为50-100v,高电压输出则为30-60v。
同时,需要考虑mos管的最大脉冲漏极电流(idm)和最大结温的限制,以确保其正常工作。
综上所述,mos管的工作电流需要根据具体的应用场景和规格书进行选择和计算。
mos的驱动电流MOS(金属氧化物半导体)是一种常见的电子器件,在电路设计中使用频率较高。
MOS的驱动电流是指MOS管子开启时所需要的电流,这个电流决定了MOS的驱动能力和性能。
下面分步骤来阐述MOS的驱动电流。
第一步,了解MOS管子的结构和原理。
MOS管子有三个区域:栅极、漏极和源极。
其中栅极和源极之间有一个绝缘层,漏极与源极之间则是导体。
当给MOS管子加上一定的电压,栅极与源极之间的绝缘层就会形成电场,从而改变漏极和源极之间的电阻。
这就是MOS管子工作的基本原理。
第二步,了解MOS管子的驱动方式。
MOS管子通常需要一个信号来控制它的开启和关闭。
这个信号可以是电压或者电流。
在使用中,我们通常会给MOS管子的栅极施加一定的电压,从而将MOS管子打开。
第三步,了解MOS的驱动电流大小。
MOS的驱动电流大小可以通过其栅极电压来表示。
在栅极电压一定的情况下,驱动电流大小主要取决于MOS管子的性质。
而在实际应用中,为了保证MOS管子能够正常工作,通常需要给MOS管子提供一个足够大的驱动电流。
驱动电流越大,MOS管子的驱动能力就越强,同时也会影响MOS管子的噪音和温升等性能。
第四步,了解如何调整MOS的驱动电流。
根据需要,可以通过调整MOS管子的栅极电压来改变其驱动电流大小。
通过改变栅极电压,可以调整MOS管子的开启时间和关闭时间,从而达到不同的控制目的。
此外,还可以通过使用特殊的电路来改变MOS的驱动电流。
例如,在直流稳压器的设计中,可以使用一个二极管来调整MOS的驱动电流。
总之,MOS的驱动电流是MOS管子性能的重要指标之一。
了解MOS管子的结构、原理和驱动方式,可以更好地理解MOS的驱动电流。
在实际应用中,通过调整栅极电压或使用特殊电路,可以改变MOS的驱动电流大小,从而满足不同的应用需求。
MOS管全参数详解及驱动电阻选择MOS管(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)是一种常用的功率开关器件,广泛应用于电子电路中。
为了更好地了解MOS管的参数及其驱动电阻的选择问题,本文将详解MOS管的全参数及驱动电阻的选择。
MOS管的全参数主要包括:1. Vds(Drain-Source Voltage,漏极-源极电压):指MOS管漏极和源极之间的电压,它决定了MOS管可以承受的最大电压,超过此电压会导致破坏。
2. Vgs(Gate-Source Voltage,栅极-源极电压):指MOS管的栅极和源极之间的电压,它决定了MOS管的导通能力。
3. Id(Drain Current,漏极电流):指MOS管漏极的电流,它决定了MOS管的导通能力和功率消耗。
4. Rds(on)(Drain-Source On-Resistance,漏极-源极导通电阻):指MOS管导通状态下漏极和源极之间的电阻,它影响MOS管的导通损耗。
5. Ciss(Input Capacitance,输入电容):指MOS管的输入电容,它决定了MOS管的驱动能力和开关速度。
6. Coss(Output Capacitance,输出电容):指MOS管的输出电容,它决定了MOS管的开关速度和反馈特性。
7. Crss(Reverse Transfer Capacitance,反射电容):指MOS管的反射电容,它决定了MOS管的开关速度和反馈特性。
MOS管的驱动电阻选择主要根据以下几个方面考虑:1.驱动能力:驱动电阻的值决定了MOS管的驱动能力,一般而言,驱动能力越强,MOS管的开关速度越快,控制能力越好。
2.功耗:驱动电阻越小,MOS管的导通损耗越小,功耗越低。
3.成本:驱动电阻的选择还需要考虑到成本因素,成本越低越好。
在实际选择驱动电阻时,可以根据以下步骤进行:1.确定MOS管的驱动电流(通常为MOS管的最大栅极电流)。
低压MOS管驱动电路电流计算
开关频率f_sw(KHz)10Qg(nC)(Vgs=10V时)
I_5V(mA)I_12V(mA)下臂驱动VCC(V)512
下臂驱动信号为0时0.50.26
下臂驱动信号为1时0 3.7最恶劣的情况下一路MOS管的驱动电路损耗I_low_one(mW)
(驱动信号为1)
三个下臂驱动电路的总损耗I_low_all(mW)
蓄电电路
/12V_PWM=1时升压电路总电流(mA)0.2 3.7 /12V_PWM=0时升压电路总电流(mA)0.3 /12V_PWM的占空比为D0.5
上臂驱动
上臂驱动信号为0时驱动电路损耗 1.82+0.26= 2.26
上臂驱动信号为1时驱动电路损耗0 3.8最恶劣情况下一只MOS管的驱动损耗I_high_one(mW)
三个上臂和升压电路的总损耗I_high_all(mW)
合计:12V电源处所需电流I(mA):
75
I_12V(mA)I_drive(mA)最大电流(mA)公式
I_drive=Qg*f_sw/3/1000
0.25
3.95
11.85
2.1
4.06
0.25
0.24
4.31
12.93
24.78。
mos管驱动电流计算公式mos管是一种常用的电子器件,广泛应用于电路设计中。
在mos 管中,驱动电流是一个重要的参数,它直接影响着mos管的工作性能。
因此,准确计算mos管的驱动电流是电路设计中的一项基本任务。
驱动电流计算公式是用来计算mos管驱动电流的数学公式。
它由一系列参数组成,包括mos管的尺寸参数、材料参数以及工作条件。
根据这些参数,可以通过计算得到mos管的驱动电流值。
mos管的尺寸参数对驱动电流有很大影响。
主要包括mos管的宽度和长度。
通常情况下,mos管的宽度决定了其电流承载能力,而长度则影响着mos管的电阻。
因此,在计算驱动电流时,需要准确确定mos管的宽度和长度。
mos管的材料参数也是影响驱动电流的重要因素。
mos管一般由n 型或p型材料制成,而不同类型的材料具有不同的导电性质。
因此,在计算驱动电流时,需要准确确定mos管的材料类型。
除此之外,mos管的工作条件也会对驱动电流产生影响。
例如,mos管的工作温度、电压等参数都会影响驱动电流的大小。
因此,在计算驱动电流时,需要准确确定mos管的工作条件。
通过以上参数的准确确定,可以根据mos管驱动电流计算公式来计算mos管的驱动电流。
这个公式是根据mos管的物理特性和电路理论推导出来的,具有一定的复杂性。
在实际应用中,计算mos管的驱动电流是电路设计的重要一环。
准确计算驱动电流可以帮助设计师选择合适的mos管,以满足电路的工作要求。
同时,驱动电流的计算也可以帮助设计师优化电路性能,提高电路的工作效率。
然而,需要注意的是,驱动电流计算公式只是一种理论模型,实际应用中可能存在误差。
这是由于mos管的制造工艺、环境温度等因素的影响。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况进行实际测量和调整。
mos管驱动电流计算公式是电路设计中的重要工具。
准确计算mos 管的驱动电流可以帮助设计师选择合适的器件和优化电路性能。
但需要注意的是,计算公式只是一种理论模型,在实际应用中可能存在误差,需要根据具体情况进行实际测量和调整。
(3条消息)单相MOS全桥逆变电路(直流碳刷电机的MOS驱动电路)由于在机器人控制和各种DIY控制中,非常需要使用MOS驱动电路。
所以找个时间设计了一下MOS驱动板电路。
下面贴出每部分的电路原理图。
其中 12的升压电路是为了给桥臂驱动芯片IR2105供电使用。
这种芯片有很多替代品。
MOS管主要用的是英飞凌的。
电流大内阻也小。
其他电路很简单,不细说了,重点说一下 MOS桥的电路模型。
1 首先,很多电路中,MOS管栅源两极的并联电阻,主要是为了放电,因为MOS管内部类似于一个电容,如果PWM信号 Dout没有下拉功能,MOS导通后就会一直处于导通状态,这里并联一个电阻后,当Dout变成低电位时,可以把MOS管结电容的电放掉!如果信号有下拉功能,可以取消此电阻!2 半桥驱动电路的关键是如何实现上桥的驱动。
图2中C1为自举电容,D1为快恢复二极管。
PWM在上桥调制。
当Q1关断时,A点电位由于Q2的续流而回零,此时C1通过VCC及D1进行充电。
当输入信号Hin开通时,上桥的驱动由C1供电。
由于C1的电压不变,VB 随VS的升高而浮动,所以C1称为自举电容。
每个PWM周期,电路都给C1充电,维持其电压基本保持不变。
D1的作用是当Q1关断时为C1充电提供正向电流通道,当Q1开通时,阻止电流反向流入控制电压VCC。
D2的作用是为使上桥能够快速关断,减少开关损耗,缩短MOSFET关断时的不稳定过程。
D3的作用是避免上桥快速开通时下桥的栅极电压耦合上升(Cdv/dt)而导致上下桥穿通的现象。
Q4 主要是续流二极管,MOS中本身有寄生二极管,但是怕遭不住啊,电路中感性电路,如电机,可以通过该二极管进行释放。
3 电机反向电压相对于电池的供电电压,本来接电源正极的电机一端变成了负极,而电流方向不变。
一般出现在断电瞬间。
而在不同器件的反向电压,比如mos的反向电压由于电机反向电压过大,通过电源反向加载mos两端而另一方面,电机断电的瞬间电流方向不变,电压方向(变成供电电源)的负极与电池的正极相连,那么通过二极管就可以释放其中的能量。
MOS 管驱动电流的估算
第一种:
可以使用如下公式估算:
Ig=Qg/Ton
其中:
Ton=t3-t0≈td(on)+tr
td(on):MOS 导通延迟时间,从有驶入电压上升到10%开始到VDS 下降到其幅值90%的时间。
Tr :上升时间。
输出电压VDS 从90%下降到其幅值10%的时间
Qg=(CEI )(VGS)或Qg=Qgs+Qgd+Qod (可在datasheet 中找到)
第二种:(第一种的变形)
密勒效应时间(开关时间)Ton/off=Qgd/Ig ;
Ig=[Vb-Vgs(th)]/Rg ;
Ig :MOS 栅极驱动电流;Vb :稳态栅极驱动电压;
第三种:
以IR 的IRF640为例,看DATASHEET 里有条Total Gate Charge 曲线。
该曲线先上升然后几乎水平再上升。
水平那段是管子开通(密勒效应)假定你希望在0.2us 内使管子开通,估计总时间(先上升然后水平再上升)为0.4us ,由Qg=67nC 和0.4us 可得:67nC/0.4us=0.1675A ,当然,这是峰值,仅在管子开通和关短的各0.2us 里有电流,其他时间几乎没有电流,平均值很小,但如果驱动芯片不能输出这个峰值,管子的开通就会变慢。
主要内容转自 世纪电源网。