FAN3XXX系列高速低端MOSFET驱动器概述
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驱动电路的基本任务是将信息电子电路传来的信号按照其控制目标的要求,转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间,可以使其开通可关断的信号.驱动电路还要提供控制电路和主之间的电气隔离.电力电子电路中,除了电力电子器件参数选择合适、驱动电路设计良好外,采用合适的过电压、过电流、du/dt保护、di/di保护是必要的.电压驱动型器件(MOSFET)的驱动电力MOSFET是用栅极电压来控制漏极电流的,其驱动电路简单且需要的驱动功率小,并且还有开关速度快、工作频率高的特点.另外,电力MOSFET的热稳定性优于GTR,但是电力MOSFET的电流容量小,耐压低,一般只适用于功率不超过10Kw的电力电子装置中.电力MOSFET的栅源极之间都有数皮法左右的极间电容,为快速建立驱动电压,要求驱动电路具有较小的输出电阻,使电力MOSFET开通的栅源极间的驱动电压一般为10~15V,同样关断时施加一定幅值的负驱动电压,一般为-5~-15V有利于减小关断时间和关断损耗.在栅极串入一只低值电阻(数十欧左右)可以减小寄生振荡,该电阻阻值应随被驱动器件电流额定值的增大而减小.电力MOSFET种类和结构繁多,按照导电购道可以分为P沟道和N沟道.由于电力MOSFET本身结构所致,在其漏极和源极之间形成了一个与之反向并联的寄生二极管,通常称作体二极管.它与MOSFET构成了一个整体,使得在漏、源极之间加反向电压时器件导通.MOSFET的漏极伏安特性(输出特性)包含三个区域:截至区,非饱和区,饱和区.饱和是指漏源电压增加时漏极电流不再增加,非饱和区是指漏源电压增加时漏极电流相应增加.电力MOSFET工作在开关状态,即在截止区和非饱和区之间来回转换.一般来说,电力MOSFET不存在二次击穿问题,这个是它的一大优点.一般电力MOSFET的驱动电路包括电气隔离和晶体管放大电路.功率场效应晶体管对栅极驱动电路的要求主要有:触发脉冲须具有足够快的上升和下降速度,脉冲前后沿要陡峭;开通时,以低电阻对栅极电容充电,关断时为栅极电荷提供低电阻放电回路,以提高功率MOSFET的开关速度;为了使功率MOSFET可靠触发导通,栅极驱动电压应高于器件的开启电压,为了防止误导通,在功率MOSFET截止时最好能提供负的栅-源电压;功率MOSFET开关时所需的驱动电流为栅极电容的充放电电流,为了使开关波形有足够的上升和下降陡度,驱动电流要大.过电压保护主要有:防止栅-源过电压.如果栅-源间的阻抗过高,则漏-源间电压的突变会通过极间电容耦合到栅极而产生相当高的栅-源尖峰电压.这一电压会使栅-源氧化层击穿,造成永久性损坏.如果是正方向的VGS.瞬态电压,还会引起器件的误导通,导致该器件或电路其它器件产生瞬态电流过载.解决的办法是适当降低栅极驱动电路的阻抗,在栅-源间并接阻尼电阻,或并接约25v的齐纳二极管,尤其要防止栅极开路工作,防止开关过程的漏-源过电压.如果器件接有感性负载,则当器件关断时,漏极电流的突变(di/dt)会产生比外电源还高的漏极尖峰电压,导致器件击穿.功率MOSFET 关断得越快,产生的过电压越高.为此,需在MOSFET中设置保护电路来吸收浪涌电压.解决方法一般为加入RC 缓冲电路和感性负载的二极管箝位电路.发生短路时,功率MOSFET漏-源电流迅速增加并超过额定值,此时由于在功率MOSFET上加了高电压、大电流,必须在过流极限值所规定的时间内关断功率MOSFET,否则器件将被烧毁. 上述分析可知,功率MOSFET 驱动电路的设计主要包括栅极驱动电路和保护电路两部分.驱动电路的设计好坏直接决定了系统对执行机构的驱动品质,同时由于它是高电压、大电流的强电电路,需要对其进行可靠保护,使其稳定运行,并且应尽量减少对控制部分弱电电路的干扰.辅助元器件和系统过电流保护和过电压保护电力电子变换和控制系统运行不正常或发生故障时,可能发生过电流造成开关器件永久性损坏.过电流在过载和短路两种情况下发生.通常电力电子变换器系统中常采用几种过流保护措施以确保保护的可靠性和合理性MOSFET的分类与区别:JFET是小信号器件,通态电阻大,常用于射频工作场合;MOSFET,特别是功率MOSFET,现在用于功率场合。
MOSFET的驱动本文参考于/info-278.html1 MOSFET特性输入特性:电压型驱动器件。
对于N沟道的GS有一定的正向电压,MOSFET的DS 电阻减小达到导通;小于电压时,电阻增大,认为截止。
当合上开关时灯会亮。
MOSFET的寄生参数在作怪。
GD,GS有一定的寄生电阻对电源电源进行分压,并非完全导通。
G极不能选悬空,需要下拉电阻(或泄放电阻)。
使得驱动电路开路时能防止误导通。
在功率板与控制板分开时就好将此电阻放到功率板上。
防止驱动板扒开后调试功率板而将其烧坏。
驱动输出到G之间串一个电阻,称为栅极电阻。
栅极电阻上的波形栅极的充电特性电容充放电的过程。
栅极的输入特性为容性。
平行的那部分,是米勒电容影响。
米勒电容充满后才达到驱动输出电压。
理想的驱动电路可以提供无限大的灌拉电流,也就是内阻为零。
驱动电路短路时的最大电流称之为驱动电路的驱动电流。
、2 具体的驱动电路1.直接驱动UC3842、SG3525驱动电路的参考地和MOSFET的S极等电位。
使得MOSFET的开通和关断速度不一样。
跟D串联的电阻比G串的那个电阻小,则开通慢,关断快;也可以反过来。
2.带图腾柱输出的驱动电路当PWM驱动芯片的驱动电流不足驱动一个很大功率的MOSFET或多个MOSFET并联。
最简单的方法是加个图腾柱驱动。
的需要较大的驱动电流时,可以增加个三极管组成射极跟随器,具有电流放大功能。
3.集电极开路的PWM控制IC的驱动输出电路只有拉或灌电流,不能直接驱动MOSFET。
Q三极管为加快放电的。
4、采用专用的MOSFET驱动器Mic4451带反向器的。
低电平有效4451;高电平有效44525、隔离驱动电路PWM信号与功率级没有电气连接或PWM信号的参考地与功率管的S极不等。
5.1光耦隔离驱动电路副边需要图腾柱电路。
防止米勒效应在桥式电路中产生电压毛刺。
需要负压驱动5.2 采用专用的光耦驱动器的驱动电路TLP250等,驱动速度快。
mosfet栅极驱动器作用Mosfet栅极驱动器是一种用于驱动MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)的电路,它的作用是控制MOSFET的栅极电压,从而控制其导通和截止状态。
在电子设备中,MOSFET栅极驱动器起着至关重要的作用,可以保证MOSFET的可靠工作和性能优化。
让我们了解一下MOSFET的基本结构。
MOSFET是一种三端器件,包括源极、漏极和栅极。
栅极是控制MOSFET导通和截止的关键部分。
当栅极电压高于一定阈值时,MOSFET导通,电流可以从源极流向漏极;当栅极电压低于阈值时,MOSFET截止,电流无法通过。
然而,直接将信号源连接到MOSFET的栅极并不能有效地控制MOSFET的导通和截止。
这是因为MOSFET的栅极具有很高的输入电容,并且需要一定的电流来改变其电压。
因此,为了确保MOSFET的正常工作,我们需要使用栅极驱动器来提供足够的电流和电压来控制MOSFET的栅极。
栅极驱动器通常由一个输入端、一个输出端和一个驱动电路组成。
输入端接收来自信号源的电压信号,输出端将经过驱动电路处理后的信号传递给MOSFET的栅极。
栅极驱动器的主要作用是放大输入信号的电流和电压,以满足MOSFET栅极的驱动要求。
栅极驱动器通常采用放大器或开关电路作为驱动电路。
放大器驱动电路通过放大输入信号的电流和电压来驱动MOSFET的栅极,以确保栅极电压达到所需的水平。
开关电路驱动电路则根据输入信号的状态,快速切换输出信号的电压,以实现对MOSFET的高效控制。
栅极驱动器的设计需要考虑多个因素,如驱动电流、驱动电压、上升时间、下降时间等。
驱动电流决定了栅极充放电的速度,驱动电压决定了MOSFET的导通和截止状态,上升时间和下降时间则决定了MOSFET的开关速度和响应时间。
在实际应用中,栅极驱动器的选择和设计至关重要。
不同的应用场景需要不同类型的栅极驱动器,如高频驱动器、高压驱动器、低功耗驱动器等。
此外,栅极驱动器还需要考虑功耗、热管理、可靠性等方面的问题。
MOS管的低端驱动和高端驱动低端功率开关驱动电路的工作原理低端功率开关驱动的原理非常简单,就是负载一端直接和电源正端相连,另外一端直接和开关管相连,正常情况下,没有控制信号的时候,开关管不导通,负载中没有电流流过,即负载处于断电状态;反之,如果控制信号有效的时候,打开开关管,于是电流从电源正端经过负载,然后经过功率开关流出,负载进入通电状态,从而产生响应的动作。
基本的驱动原理图如图所示。
一般现在采用的开关功率管为N型MOSFET,N型MOSFET的优点是驱动采用电压驱动,驱动电流很小,驱动功耗低,而且工作频率可以很高,适用用高速控制,另外MOSFET的导通内阻很低,在mΩ级别,可以通过的稳定电流很大,因此适用于高功率的驱动。
P型的MOSFET相对于同样的硅片面积,导通内阻较大,故N型适用较多。
高端功率开关驱动的原理非常简单,和低端功率开关驱动相对应,就是负载一端和开关管相连,另外一端直接接地。
正常情况下,没有控制信号的时候,开关管不导通,负载中没有电流流过,即负载处于断电状态;反之,如果控制信号有效的时候,打开开关管,于是电流从电源正端经过高端的开关管,然后经过负载流出,负载进入通电状态,从而产生响应的动作。
基本的驱动原理图如图所示。
一般现在采用的开关功率管为N型MOSFET,N型MOSFET的优点是驱动采用电压驱动,驱动电流很小,驱动功耗低,而且工作频率可以很高,适用于高速控制,另外MOSFET的导通内阻很低,在毫欧级别,可以通过的稳定电流很大,因此适用于高功率的驱动。
P型的MOSFET相对于同样的硅片面积,导通内阻较大,开关速度也比较慢,故N型MOSFET使用较多。
区别:高端驱动是指在负载的供电端进行开关操作,低端驱动是指在负载的接地端进行开关操作。
显而易见的区别是,如果是低端驱动,那么负载一端会始终接供电。
应用上有诸多差别,但各有优劣,比如,如果你要做电流采样,那么用高端开关需要做差分采样,低端开关可以一根线共地采样。
Features 特征 ▪ V DD = 12V 时峰值灌电流/源电流可达3A ▪ 4.5-18V 工作电压范围▪ V OUT = 6V 时2.5A 灌电流/1.8A 源电流▪ 双逻辑输入均可通过使能功能配置成非反相或反相逻辑▪ 无输入时内置电阻可关断驱动器▪ 1nF 负载时典型上升时间13ns 和典型下降时间9ns ▪ 可选TTL 或 CMOS 输入阈值 ▪ MillerDrive™技术▪ 输入下降沿或上升沿时典型的传输延时时间均低于20ns▪ 6-引线 2x2mm MLP 或 5-管脚SOT23封装 ▪额定环境温度范围-40°C - +125°C应用场合 ▪ 开关电源▪ 高效MOSFET 开关 ▪ 同步整流电路 ▪ DC-DC 变换器 ▪电动机控制说明FAN3100为2A 门极驱动器,在较短的开关间隔内,能够提供较高的峰值电流脉冲,设计用于驱动低端开关应用领域的N-沟道增强型MOSFET 。
该驱动器能够兼容TTL (FAN3100T) 或 CMOS (FAN3100C)输入阈值。
其内部电路设计有欠压闭锁功能,欠压时能够保持输出低电平,直到电源电压恢复到正常工作范围为止。
FAN3100能够满足快速MOSFET 开关性能,在高频电力变换器设计中,有利于最大限度地提升效率。
FAN3100驱动器的输出级集成有MillerDrive™结构。
在MOSFET 开通与关断过程的米勒平台阶段,这种双极-MOSFET 组合能够提供较高的峰值电流,使得开关损耗大大降低,同时提供有轨-轨电压摆幅和反向电流能力。
FAN3100还支持双输入,均可通过使能功能配置成非反相或反相模式。
如果任一通道或双通道没有接线,内部电阻能够为输入提供偏置,拉低输出,保持功率MOSFET 关断。
FAN3100封装可选用尺寸最小、热性能最优的2x2mm 6-引线制模无铅封装 (MLP) 或符合工业标准的5-管脚SOT23封装。
详细讲解MOSFET管驱动电路作者:来源:电源网关键字:MOSFET结构开关驱动电路在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,大部分人都会考虑MOS的导通电阻,最大电压等,最大电流等,也有很多人仅仅考虑这些因素。
这样的电路也许是可以工作的,但并不是优秀的,作为正式的产品设计也是不允许的。
下面是我对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结,其中参考了一些资料,非全部原创。
包括MOS管的介绍,特性,驱动以及应用电路。
1,MOS管种类和结构MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。
至于为什么不使用耗尽型的MOS管,不建议刨根问底。
对于这两种增强型MOS管,比较常用的是NMOS。
原因是导通电阻小,且容易制造。
所以开关电源和马达驱动的应用中,一般都用NMOS。
下面的介绍中,也多以NMOS为主。
MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,这不是我们需要的,而是由于制造工艺限制产生的。
寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免,后边再详细介绍。
在MOS管原理图上可以看到,漏极和源极之间有一个寄生二极管。
这个叫体二极管,在驱动感性负载(如马达),这个二极管很重要。
顺便说一句,体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的。
2,MOS管导通特性导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。
但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。
详细讲解MOSFET管驱动电路在使用MOS管设计开关电源MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用的电子器件,常用于开关电源等应用中。
而MOSFET管驱动电路是用来控制MOSFET的开关动作的电路。
MOSFET管驱动电路通常由三个部分组成:输入电路、驱动电路和输出电路。
输入电路主要用于接收输入信号,并将其转换为适合驱动电路的电平。
输入信号的电平通常为低电平(0V)和高电平(5V或12V),而驱动电路所用的电源电压通常为12V或15V。
因此,输入电路通常包括一个电压分压电路,将输入信号电平从高电平转换为适合驱动电路的电平。
驱动电路是将输入电路输出的信号放大,并产生足够的电流来控制MOSFET的开关动作。
驱动电路通常由一个晶体管放大器和一个电流放大器组成。
晶体管放大器将输入电路输出信号放大,电流放大器将放大后的信号电流放大到足以控制MOSFET的电流水平。
常见的驱动电路类型包括共射放大器、共基放大器和共集放大器。
输出电路主要用于控制MOSFET的导通和截止。
输出电路包括一个电容和一个电阻,用于控制MOSFET的导通和截止时间。
当驱动电路输出高电平时,电容通过电阻放电,导致MOSFET导通;当驱动电路输出低电平时,电容通过电阻充电,导致MOSFET截止。
在使用MOSFET设计开关电源时,驱动电路的设计是非常关键的。
一个好的驱动电路可以确保MOSFET的开关动作稳定,效率高。
以下是一些设计开关电源时应考虑的关键因素:1.驱动电路的输出电流能否满足MOSFET的需求。
MOSFET的驱动电流一般在几十毫安到几安之间,因此驱动电路的输出电流能否满足MOSFET的需求是一个重要的考虑因素。
2.驱动电路的响应时间和上升时间。
开关电源的效率和性能取决于MOSFET的开关速度,因此驱动电路的响应时间和上升时间是非常重要的。
3.驱动电路的稳定性和抗干扰能力。
开关电源通常会面临一些干扰源,如电磁干扰、温度变化等,因此驱动电路需要具有良好的稳定性和抗干扰能力,以确保开关电源的可靠性和稳定性。
mosfet driver 驱动芯片工作原理MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用的功率开关器件。
为了控制MOSFET的开关操作,通常需要使用MOSFET驱动器芯片。
MOSFET驱动器芯片的工作原理是将输入信号转换为适当的电压和电流,以控制MOSFET的导通和截止。
MOSFET驱动器芯片通常具有高驱动能力、低输入和输出负载电容、短开关时间和高电压隔离等特点。
下面将介绍MOSFET驱动器芯片的工作原理。
首先,MOSFET驱动器芯片通常具有两个输入引脚,分别是输入信号引脚和电源引脚。
输入信号引脚用于接收控制信号,控制MOSFET的开关状态。
电源引脚用于提供驱动器芯片的工作电源。
当输入信号引脚接收到高电平信号时,MOSFET驱动器芯片开始工作。
它会产生相应的输出电压和电流来驱动MOSFET。
通常,MOSFET驱动器芯片会通过两种方式来控制MOSFET的开关状态:增加栅源电压或提供更大的电流。
这取决于所使用的MOSFET类型。
在MOSFET导通时,MOSFET驱动器芯片提供足够的电流来保持MOSFET导通状态。
而在MOSFET截止时,MOSFET驱动器芯片会降低输出电压或电流,以确保MOSFET完全截止。
此外,MOSFET驱动器芯片还可以具有其他功能,如过电流保护、过温保护和短路保护等。
过电流保护可以防止MOSFET由于过大的电流而受到损坏。
过温保护可以监测芯片的温度,并在超过安全范围时自动关断驱动信号,以避免过热引起的故障。
短路保护可以通过监测输出电流来检测短路,并采取相应的措施以保护芯片和MOSFET的安全。
在使用MOSFET驱动器芯片时,需要注意一些关键参数,如输入电压、输入电流、输出电压、输出电流、上升时间、下降时间和功率损耗等。
这些参数的合理选择将直接影响到驱动器芯片和MOSFET的性能和稳定性。
总的来说,MOSFET驱动器芯片的工作原理是通过接收输入信号来产生适当的输出电压和电流,以控制MOSFET的开关状态。
MOSFET原理功率MOS及其应用MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种基于场效应原理的三端器件。
它由金属、氧化物和半导体组成,其中金属是栅极,氧化物是绝缘层,半导体则是通道。
MOSFET的工作原理是通过控制栅极电压来改变通道的电导性能。
当在栅极施加正向电压时,通道处于导电状态;而在栅极施加反向电压时,通道处于截止状态。
这种控制通道导电性的特性使得MOSFET成为一种非常重要的电子器件。
功率MOSFET是指承受较大功率和电流的MOSFET。
与普通的MOSFET相比,功率MOSFET具有更低的导通电阻,更大的承受电压和电流能力,因此可以用来控制和放大高功率信号。
功率MOSFET主要分为PNP型和NPN型两种。
PNP型功率MOSFET的通道是由P型半导体组成,NPN型功率MOSFET的通道则由N型半导体组成。
PNP型功率MOSFET具有低侧开关特性,适用于负载开关;NPN型功率MOSFET则具有高侧开关特性,适用于电源开关。
功率MOSFET具有许多应用领域。
在电源管理中,功率MOSFET可用于直流-直流(DC-DC)转换器、交流-直流(AC-DC)转换器和直流-交流(DC-AC)逆变器中,实现对输出电压和电流的精确控制。
在电机驱动中,功率MOSFET可以用来驱动电动机,例如步进电机和直流电机。
它还被广泛应用于音频放大器、开关电源、电磁炉、太阳能逆变器等高功率电子设备中。
功率MOSFET的优点主要包括高开关速度、低导通电阻、高工作频率和良好的热稳定性。
然而,它也有一些局限性,例如需要较高的驱动电压、存在漏电流等。
为了克服这些问题,研究人员不断努力改进功率MOSFET的设计和工艺,以提高其性能和可靠性。
总之,MOSFET是一种基于场效应原理的三端器件,功率MOSFET是一种承受较大功率和电流的MOSFET。
功率MOSFET具有低导通电阻、高开关速度和热稳定性等优点,广泛应用于电源管理、电机驱动和高功率电子设备等领域。