開(kāi)關(guān)電源概述
開(kāi)關(guān)模式電源(Switch Mode Power Supply,簡(jiǎn)稱SMPS),又稱交換式電源、開(kāi)關(guān)變換器,是一種高頻化電能轉(zhuǎn)換裝置,是電源供應(yīng)器的一種。其功能是將一個(gè)位準(zhǔn)的電壓,透過(guò)不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。開(kāi)關(guān)電源的輸入多半是交流電源(例如市電)或是直流電源,而輸出多半是需要直流電源的設(shè)備,例如個(gè)人電腦,而開(kāi)關(guān)電源就進(jìn)行兩者之間電壓及電流的轉(zhuǎn)換。
開(kāi)關(guān)電源mos管型號(hào)表大全
以下是烜芯半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)電源mos管型號(hào)表大全:
Part Number |
ID(A) |
BVDSS(v) |
Typical RDS(ON)@60% ID(Ω) |
MAX RDS(ON)@60% ID(Ω) |
ciss |
Package |
pF |
||||||
4360A |
4 |
600 |
1.9 |
2.3 |
511 |
TO-252、220F、262 |
4365A |
4 |
650 |
2 |
2.5 |
523 |
TO-252、TO-220F |
4750S |
9 |
500 |
0.7 |
0.9 |
960 |
TO-252 |
6165A |
10 |
650 |
0.6 |
0.9 |
1554 |
TO-220F |
4665B |
7 |
650 |
1.1 |
1.4 |
1048 |
TO-252 |
4665A |
7.5 |
650 |
1.1 |
1.4 |
970 |
TO-220F |
12N60H |
12 |
600 |
0.53 |
0.65 |
1850 |
TO-220、220F |
KNX4660A |
7 |
600 |
1 |
1.25 |
1120 |
TO-220F、262、263、220 |
6650A |
15 |
500 |
0.33 |
0.45 |
2148 |
TO-220F |
18N50H |
18 |
500 |
0.25 |
0.32 |
2500 |
TO-220F、3P、247 |
20N50H |
20 |
500 |
0.21 |
0.26 |
2700 |
TO-220F、3P、247 |
7650A |
25 |
500 |
0.17 |
0.21 |
4280 |
TO-220F |
在使用MOSFET設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源時(shí),大部分人都會(huì)考慮MOSFET的導(dǎo)通電阻、最大電壓、最大電流。但很多時(shí)候也僅僅考慮了這些因素,這樣的電路也許可以正常工作,但并不是一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案。更細(xì)致的,MOSFET還應(yīng)考慮本身寄生的參數(shù)。對(duì)一個(gè)確定的MOSFET,其驅(qū)動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)腳輸出的峰值電流,上升速率等,都會(huì)影響MOSFET的開(kāi)關(guān)性能。
當(dāng)電源IC與MOS管選定之后, 選擇合適的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)連接電源IC與MOS管就顯得尤其重要了。
一個(gè)好的MOSFET驅(qū)動(dòng)電路有以下幾點(diǎn)要求:
(1)開(kāi)關(guān)管開(kāi)通瞬時(shí),驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)能提供足夠大的充電電流使MOSFET柵源極間電壓迅速上升到所需值,保證開(kāi)關(guān)管能快速開(kāi)通且不存在上升沿的高頻振蕩。
(2)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通期間驅(qū)動(dòng)電路能保證MOSFET柵源極間電壓保持穩(wěn)定且可靠導(dǎo)通。
(3)關(guān)斷瞬間驅(qū)動(dòng)電路能提供一個(gè)盡可能低阻抗的通路供MOSFET柵源極間電容電壓的快速泄放,保證開(kāi)關(guān)管能快速關(guān)斷。
(4)驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、損耗小。
(5)根據(jù)情況施加隔離。
(一)電源IC直接驅(qū)動(dòng)MOSFET
開(kāi)關(guān)電源mos管型號(hào)
圖1 IC直接驅(qū)動(dòng)MOSFET
電源IC直接驅(qū)動(dòng)是我們最常用的驅(qū)動(dòng)方式,同時(shí)也是最簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)方式,使用這種驅(qū)動(dòng)方式,應(yīng)該注意幾個(gè)參數(shù)以及這些參數(shù)的影響。第一,查看一下電源IC手冊(cè),其最大驅(qū)動(dòng)峰值電流,因?yàn)椴煌酒?qū)動(dòng)能力很多時(shí)候是不一樣的。第二,了解一下MOSFET的寄生電容,如圖 1中C1、C2的值。如果C1、C2的值比較大,MOS管導(dǎo)通的需要的能量就比較大,如果電源IC沒(méi)有比較大的驅(qū)動(dòng)峰值電流,那么管子導(dǎo)通的速度就比較慢。如果驅(qū)動(dòng)能力不足,上升沿可能出現(xiàn)高頻振蕩,即使把圖 1中Rg減小,也不能解決問(wèn)題! IC驅(qū)動(dòng)能力、MOS寄生電容大小、MOS管開(kāi)關(guān)速度等因素,都影響驅(qū)動(dòng)電阻阻值的選擇,所以Rg并不能無(wú)限減小。
(二)電源IC驅(qū)動(dòng)能力不足時(shí)
如果選擇MOS管寄生電容比較大,電源IC內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)能力又不足時(shí),需要在驅(qū)動(dòng)電路上增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力,常使用圖騰柱電路增加電源IC驅(qū)動(dòng)能力,其電路如下圖虛線框所示。
開(kāi)關(guān)電源mos管型號(hào)
圖2 圖騰柱驅(qū)動(dòng)MOS
這種驅(qū)動(dòng)電路作用在于,提升電流提供能力,迅速完成對(duì)于柵極輸入電容電荷的充電過(guò)程。這種拓?fù)湓黾恿藢?dǎo)通所需要的時(shí)間,但是減少了關(guān)斷時(shí)間,開(kāi)關(guān)管能快速開(kāi)通且避免上升沿的高頻振蕩。
(三)驅(qū)動(dòng)電路加速M(fèi)OS管關(guān)斷時(shí)間
開(kāi)關(guān)電源mos管型號(hào)
圖3 加速M(fèi)OS關(guān)斷
關(guān)斷瞬間驅(qū)動(dòng)電路能提供一個(gè)盡可能低阻抗的通路供MOSFET柵源極間電容電壓快速泄放,保證開(kāi)關(guān)管能快速關(guān)斷。為使柵源極間電容電壓的快速泄放,常在驅(qū)動(dòng)電阻上并聯(lián)一個(gè)電阻和一個(gè)二極管,如圖2所示,其中D1常用的是快恢復(fù)二極管。這使關(guān)斷時(shí)間減小,同時(shí)減小關(guān)斷時(shí)的損耗。Rg2是防止關(guān)斷的時(shí)電流過(guò)大,把電源IC給燒掉。
開(kāi)關(guān)電源mos管型號(hào)
圖4 改進(jìn)型加速M(fèi)OS關(guān)斷
在第二點(diǎn)介紹的圖騰柱電路也有加快關(guān)斷作用。當(dāng)電源IC的驅(qū)動(dòng)能力足夠時(shí),對(duì)圖 2中電路改進(jìn)可以加速M(fèi)OS管關(guān)斷時(shí)間,得到如圖 4所示電路。用三極管來(lái)泄放柵源極間電容電壓是比較常見(jiàn)的。如果Q1的發(fā)射極沒(méi)有電阻,當(dāng)PNP三極管導(dǎo)通時(shí),柵源極間電容短接,達(dá)到最短時(shí)間內(nèi)把電荷放完,最大限度減小關(guān)斷時(shí)的交叉損耗。與圖 3拓?fù)湎啾容^,還有一個(gè)好處,就是柵源極間電容上的電荷泄放時(shí)電流不經(jīng)過(guò)電源IC,提高了可靠性。
(四)驅(qū)動(dòng)電路加速M(fèi)OS管關(guān)斷時(shí)間
開(kāi)關(guān)電源mos管型號(hào)
圖5 隔離驅(qū)動(dòng)
為了滿足如圖所示高端MOS管的驅(qū)動(dòng),經(jīng)常會(huì)采用變壓器驅(qū)動(dòng),有時(shí)為了滿足安全隔離也使用變壓器驅(qū)動(dòng)。其中R1目的是抑制PCB板上寄生的電感與C1形成LC振蕩,C1的目的是隔開(kāi)直流,通過(guò)交流,同時(shí)也能防止磁芯飽和。
(五)當(dāng)源極輸出為高電壓時(shí)的驅(qū)動(dòng)
當(dāng)源極輸出為高電壓的情況時(shí),我們需要采用偏置電路達(dá)到電路工作的目的,既我們以源極為參考點(diǎn),搭建偏置電路,驅(qū)動(dòng)電壓在兩個(gè)電壓之間波動(dòng),驅(qū)動(dòng)電壓偏差由低電壓提供,如下圖
開(kāi)關(guān)電源mos管型號(hào)
圖6 源極輸出為高電壓時(shí)的驅(qū)動(dòng)電路
除了以上驅(qū)動(dòng)電路之外,還有很多其它形式的驅(qū)動(dòng)電路。對(duì)于各種各樣的驅(qū)動(dòng)電路并沒(méi)有一種驅(qū)動(dòng)電路是最好的,只有結(jié)合具體應(yīng)用,選擇最合適的驅(qū)動(dòng)。
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