單片機驅(qū)動mos管電路圖
在了解5V單片機驅(qū)動mos管電路之前,先了解一下單片機驅(qū)動mos管電路圖及原理,單片機驅(qū)動mos管電路主要根據(jù)MOS管要驅(qū)動什么東西, 要只是一個繼電器之類的小負載的話直接用51的引腳驅(qū)動就可以,要注意電感類負載要加保護二極管和吸收緩沖,最好用N溝道的MOS。
如果驅(qū)動的東西(功率)很大,(大電流、大電壓的場合),最好要做電氣隔離、過流超壓保護、溫度保護等~~ 此時既要隔離傳送控制信號(例如PWM信號),也要給驅(qū)動級(MOS管的推動電路)傳送電能。常用的信號傳送有PC923 PC929 6N137 TL521等 至于電能的傳送可以用DC-DC模塊。如果是做產(chǎn)品的話建議自己搞一個建議的DC-DC,這樣可以降低成本。然后MOS管有一種簡單的驅(qū)動方式:2SC1815+2SA1015,NPN與PNP一個用于MOS開啟驅(qū)動,一個用于MOS快速關(guān)斷。
5v單片機驅(qū)動mos管電路(BUCK)
圖一:適合開關(guān)頻率不高的場合,一般低于2KHz。
其中R1=10K,R2 R3大小由V+決定,V+越高,R2 R3越大,以保證電阻及三極管功耗在允許范圍,同時保證R2和R3的分壓VPP=V+ 減10V,同時V+不能大于40V。補充:圖二:適合高頻大功率場合,到達100KHz沒問題,同時可以并聯(lián)多個MOSFET-P管
R2 R3需要滿足和圖一一樣的條件,其實就是圖一加了級推挽,這樣就可以保證MOSFET管高速開關(guān),上面6P小電容是發(fā)射結(jié)結(jié)電容補償電容,可以改善三極管高速開關(guān)特性。另外:MOSFET的柵極電容較大,在使用的時候應該把它當成一個容抗負載來看。
MOS管驅(qū)動電路
在使用MOS管設(shè)計開關(guān)電源或者馬達驅(qū)動電路的時候,大部分人都會考慮MOS的導通電阻,最大電壓等,最大電流等,也有很多人僅僅考慮這些因素。這樣的電路也許是可以工作的,但并不是優(yōu)秀的,作為正式的產(chǎn)品設(shè)計也是不允許的。
MOS管導通特性
導通的意思是作為開關(guān),相當于開關(guān)閉合。
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就會導通,適合用于源極接地時的情況(低端驅(qū)動),只要柵極電壓達到4V或10V就可以了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就會導通,適合用于源極接VCC時的情況(高端驅(qū)動)。但是,雖然PMOS可以很方便地用作高端驅(qū)動,但由于導通電阻大,價格貴,替換種類少等原因,在高端驅(qū)動中,通常還是使用NMOS。
MOS開關(guān)管損失
MOS管驅(qū)動電路不管是NMOS還是PMOS,導通后都有導通電阻存在,這樣電流就會在這個電阻上消耗能量,這部分消耗的能量叫做導通損耗。選擇導通電阻小的MOS管會減小導通損耗。現(xiàn)在的小功率MOS管導通電阻一般在幾十毫歐左右,幾毫歐的也有。
MOS在導通和截止的時候,一定不是在瞬間完成的。MOS兩端的電壓有一個下降的過程,流過的電流有一個上升的過程,在這段時間內(nèi),MOS管的損失是電壓和電流的乘積,叫做開關(guān)損失。通常開關(guān)損失比導通損失大得多,而且開關(guān)頻率越快,損失也越大。
導通瞬間電壓和電流的乘積很大,造成的損失也就很大??s短開關(guān)時間,可以減小每次導通時的損失;降低開關(guān)頻率,可以減小單位時間內(nèi)的開關(guān)次數(shù)。這兩種辦法都可以減小開關(guān)損失。
MOS管驅(qū)動
跟雙極性晶體管相比,一般認為使MOS管導通不需要電流,只要GS電壓高于一定的值,就可以了。這個很容易做到,但是,我們還需要速度。在MOS管的結(jié)構(gòu)中可以看到,在GS,GD之間存在寄生電容,而MOS管的驅(qū)動,實際上就是對電容的充放電。對電容的充電需要一個電流,因為對電容充電瞬間可以把電容看成短路,所以瞬間電流會比較大。選擇/設(shè)計MOS管驅(qū)動時第一要注意的是可提供瞬間短路電流的大小。
MOS管驅(qū)動電路第二注意的是,普遍用于高端驅(qū)動的NMOS,導通時需要是柵極電壓大于源極電壓。而高端驅(qū)動的MOS管導通時源極電壓與漏極電壓(VCC)相同,所以這時 柵極電壓要比VCC大4V或10V。如果在同一個系統(tǒng)里,要得到比VCC大的電壓,就要專門的升壓電路了。很多馬達驅(qū)動器都集成了電荷泵,要注意的是應該 選擇合適的外接電容,以得到足夠的短路電流去驅(qū)動MOS管。
上邊說的4V或10V是常用的MOS管的導通電壓,設(shè)計時當然需要有一定的余量。而且電壓越高,導通速度越快,導通電阻也越小?,F(xiàn)在也有導通電壓更小的MOS管用在不同的領(lǐng)域里,但在12V汽車電子系統(tǒng)里,一般4V導通就夠用了。MOS管的驅(qū)動電路及其損失,可以參考Microchip公司的AN799 Matching MOSFET Drivers to MOSFETS。講述得很詳細,所以不打算多寫了。
MOS管應用電路
MOS管最顯著的特性是開關(guān)特性好,所以被廣泛應用在需要電子開關(guān)的電路中,常見的如開關(guān)電源和馬達驅(qū)動,也有照明調(diào)光。
二、現(xiàn)在的MOS驅(qū)動,有幾個特別的應用
1、低壓應用
當使用5V電源,這時候如果使用傳統(tǒng)的圖騰柱結(jié)構(gòu),由于三極管的be有0.7V左右的壓降,導致實際最終加在gate上的電壓只有4.3V。這時候,我們選用標稱gate電壓4.5V的MOS管就存在一定的風險。同樣的問題也發(fā)生在使用3V或者其他低壓電源的場合。
2、寬電壓應用
輸入電壓并不是一個固定值,它會隨著時間或者其他因素而變動。這個變動導致PWM電路提供給MOS管的驅(qū)動電壓是不穩(wěn)定的。
為了讓MOS管在高gate電壓下安全,很多MOS管內(nèi)置了穩(wěn)壓管強行限制gate電壓的幅值。在這種情況下,當提供的驅(qū)動電壓超過穩(wěn)壓管的電壓,就會引起較大的靜態(tài)功耗。
同時,如果簡單的用電阻分壓的原理降低gate電壓,就會出現(xiàn)輸入電壓比較高的時候,MOS管工作良好,而輸入電壓降低的時候gate電壓不足,引起導通不夠徹底,從而增加功耗。
3、雙電壓應用
在一些控制電路中,邏輯部分使用典型的5V或者3.3V數(shù)字電壓,而功率部分使用12V甚至更高的電壓。兩個電壓采用共地方式連接。MOS管驅(qū)動電路
這就提出一個要求,需要使用一個電路,讓低壓側(cè)能夠有效的控制高壓側(cè)的MOS管,同時高壓側(cè)的MOS管也同樣會面對1和2中提到的問題。
在這三種情況下,圖騰柱結(jié)構(gòu)無法滿足輸出要求,而很多現(xiàn)成的MOS驅(qū)動IC,似乎也沒有包含gate電壓限制的結(jié)構(gòu)。
烜芯微專業(yè)制造二三極管,MOS管,20年,工廠直銷省20%,1500家電路電器生產(chǎn)企業(yè)選用,專業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產(chǎn)品,如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以點擊右邊的工程師,或者點擊銷售經(jīng)理給您精準的報價以及產(chǎn)品介紹
烜芯微專業(yè)制造二三極管,MOS管,20年,工廠直銷省20%,1500家電路電器生產(chǎn)企業(yè)選用,專業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產(chǎn)品,如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以點擊右邊的工程師,或者點擊銷售經(jīng)理給您精準的報價以及產(chǎn)品介紹