mos管控制(zhi)(zhi)板-浅(qian)谈mos管在(zai)电动车控制(zhi)(zhi)板中有起(qi)到(dao)什么作(zuo)用
信息来(lai)源：本站 日(ri)期(qi)：2018-01-03
MOS驱动(dong)，有几个特别的需求:
低(di)压应用
当(dang)运(yun)用5V电源(yuan)(yuan)，这时分(fen)假(jia)如运(yun)用传统的(de)图腾柱(zhu)构造，由于三(san)极管(guan)的(de)Vbe有0.7V左右的(de)压降，招致(zhi)实践最终加在Gate上的(de)电压只要(yao)4.3V。这时分(fen)，我们(men)选用标称Gate电压4.5V的(de)MOS管(guan)就存在一(yi)定的(de)风(feng)险(xian)；同样的(de)问题(ti)也发作在运(yun)用3V或(huo)者(zhe)其他低压电源(yuan)(yuan)的(de)场所。
宽电(dian)压应用
输入电(dian)压并(bing)不(bu)是一个固定值(zhi)，它会(hui)随着时间或者其他要素而变动。这个变动招致PWM电(dian)路提供应MOS管的(de)驱(qu)动电(dian)压是不(bu)稳定的(de)。
为(wei)了(le)让MOS管在(zai)高VGate下安全，很多MOS管内置(zhi)了(le)稳(wen)压(ya)管强(qiang)行限制VGate的(de)幅(fu)值。在(zai)这(zhei)种状(zhuang)况下，当提(ti)供(gong)的(de)驱动(dong)电压(ya)超越稳(wen)压(ya)管的(de)电压(ya)，就会惹起较大的(de)静态(tai)功耗。
同时(shi)，假(jia)如简单的用电(dian)阻分压(ya)的原理降低(di)VGate，就会呈现输入(ru)电(dian)压(ya)比拟高(gao)的时(shi)分，MOS管工作良(liang)好，而(er)输入(ru)电(dian)压(ya)降低(di)的时(shi)分VGate缺乏，惹(re)起导(dao)通(tong)不(bu)够彻底，从(cong)而(er)增加功耗。
双(shuang)电压应用
在一(yi)些控制电(dian)路(lu)中，逻辑局部(bu)运用典型(xing)的(de)5V或(huo)者3.3V数字(zi)电(dian)压，而功(gong)率(lv)局部(bu)运用12V以至更(geng)高(gao)的(de)电(dian)压。两个(ge)电(dian)压采(cai)用共中央式(shi)衔接。
这就提出(chu)一(yi)(yi)个请(qing)求(qiu)，需求(qiu)运用一(yi)(yi)个电路，让低(di)压侧可以有(you)效(xiao)的(de)(de)控制高(gao)压侧的(de)(de)MOS管，同时高(gao)压侧的(de)(de)MOS管也同样会面对1和2中提到的(de)(de)问题。
在这(zhei)三(san)种状况下，图(tu)腾柱构造无(wu)法满足输出请求，而很多现成的(de)(de)MOS驱动IC，似乎也没(mei)有(you)包含Vgate限制的(de)(de)构造。于(yu)是设(she)计了一个相对通用的(de)(de)电路来满足这(zhei)三(san)种需求。用于(yu)NMOS的(de)(de)驱动电路如下所示：
Vl和Vh分别是(shi)低端(duan)和高端(duan)的(de)电源，两个电压能够是(shi)相(xiang)同的(de)，但(dan)是(shi)Vl不应该超越Vh。
Q1和Q2组成(cheng)了一个反置(zhi)的图腾柱，用来完成(cheng)隔离(li)，同(tong)时确(que)保两(liang)只驱动管(guan)Q3和Q4不会(hui)同(tong)时导通。
R2和R3提供了PWM电(dian)压基(ji)准，经过改动(dong)这个基(ji)准，能(neng)够(gou)让(rang)电(dian)路工作在(zai)PWM信(xin)号波形比拟陡直的(de)位置。
Q3和Q4用来提供驱动电流，由于导通的(de)(de)时分，Q3和Q4相对Vh和GND最(zui)低都只要一个(ge)(ge)Vce的(de)(de)压(ya)降，这个(ge)(ge)压(ya)降通常只要0.3V左右，大大低于0.7V的(de)(de)Vce。
R5和R6是反应电阻，用(yong)于对gate电压(ya)停止(zhi)采样，采样后的(de)电压(ya)经过Q5对Q1和Q2的(de)基极产生一(yi)(yi)个(ge)激烈的(de)负反应，从而把gate电压(ya)限制在一(yi)(yi)个(ge)有(you)限的(de)数(shu)值。这(zhei)个(ge)数(shu)值能(neng)够(gou)经过R5和R6来调理。
R1提供了对Q3和Q4的基极电(dian)流限(xian)制(zhi)，R4提供了对MOS管的gate电(dian)流限(xian)制(zhi)，也就是(shi)Q3和Q4的Ice的限(xian)制(zhi)。必要的时(shi)分能够(gou)在R4上面并(bing)联加(jia)速电(dian)容。
在MOS管的(de)(de)构造中能(neng)够(gou)(gou)看到(dao)，在GS，GD之间存在寄生(sheng)电(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)， MOS管的(de)(de)驱动(dong)(dong)，实践上就是(shi)(shi)对电(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)的(de)(de)充放(fang)电(dian)(dian)(dian)。对电(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)的(de)(de)充电(dian)(dian)(dian)需(xu)求一个电(dian)(dian)(dian)流，由(you)于对电(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)充电(dian)(dian)(dian)霎时能(neng)够(gou)(gou)把电(dian)(dian)(dian)容(rong)(rong)(rong)看成短路(lu)，所以霎时电(dian)(dian)(dian)流会(hui)比拟大(da)。选(xuan)择MOS管驱动(dong)(dong)时第(di)一要(yao)留意的(de)(de)是(shi)(shi)可提供(gong)霎时短路(lu)电(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)大(da)小。
另(ling)外：普遍(bian)用于(yu)高(gao)端驱(qu)动的(de)(de)NMOS，导通时需求是(shi)栅极(ji)电(dian)压(ya)(ya)大(da)于(yu)源极(ji)电(dian)压(ya)(ya)。而高(gao)端驱(qu)动的(de)(de)MOS管(guan)导通时源极(ji)电(dian)压(ya)(ya)与(yu)漏(lou)极(ji)电(dian)压(ya)(ya)（VCC）相(xiang)同(tong)，所(suo)以这(zhei)时栅极(ji)电(dian)压(ya)(ya)要(yao)比(bi)VCC大(da)4V或10V。假如在同(tong)一(yi)个系(xi)统里，要(yao)得(de)(de)到比(bi)VCC大(da)的(de)(de)电(dian)压(ya)(ya)，就(jiu)要(yao)特地的(de)(de)升压(ya)(ya)电(dian)路(lu)了。很多马(ma)达驱(qu)动器都集成(cheng)了电(dian)荷泵(beng)，要(yao)留意的(de)(de)是(shi)应(ying)该选(xuan)择(ze)适宜的(de)(de)外接电(dian)容，以得(de)(de)到足够(gou)的(de)(de)短路(lu)电(dian)流去驱(qu)动MOS管(guan)。
上边说的4V或(huo)10V是常用(yong)的MOS管(guan)的导通(tong)(tong)电压(ya)，设计时当然需求有(you)一定(ding)的余量。而且电压(ya)越高，导通(tong)(tong)速(su)度越快(kuai)，导通(tong)(tong)电阻也越小。如今也有(you)导通(tong)(tong)电压(ya)更小的MOS管(guan)用(yong)在不(bu)同的范畴里(li)，但在12V汽车电子系统里(li)，普通(tong)(tong)4V导通(tong)(tong)就(jiu)够用(yong)了。
我们(men)(men)电(dian)(dian)动(dong)车(che)上(shang)(shang)(shang)(shang)用的(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)mos战争常(chang)(chang)(chang)cmos集成电(dian)(dian)路(lu)(lu)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)(xiao)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)mos构(gou)(gou)造(zao)是(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)一(yi)样(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)。小(xiao)(xiao)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)mos是(shi)(shi)(shi)(shi)平(ping)(ping)面(mian)(mian)型(xing)构(gou)(gou)造(zao)。而电(dian)(dian)动(dong)车(che)上(shang)(shang)(shang)(shang)上(shang)(shang)(shang)(shang)用的(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)mos是(shi)(shi)(shi)(shi)平(ping)(ping)面(mian)(mian)构(gou)(gou)造(zao)。平(ping)(ping)面(mian)(mian)型(xing)构(gou)(gou)造(zao)是(shi)(shi)(shi)(shi)指，mos栅(zha)极(ji)(ji)，源(yuan)级(ji)(ji)和(he)(he)(he)(he)(he)漏(lou)(lou)级(ji)(ji)都在(zai)(zai)(zai)(zai)芯(xin)(xin)片外表(biao)(biao)(biao)（或者(zhe)说正(zheng)面(mian)(mian)），而沟(gou)道也在(zai)(zai)(zai)(zai)芯(xin)(xin)片外表(biao)(biao)(biao)横向排列。（我们(men)(men)常(chang)(chang)(chang)见(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)教科(ke)书的(de)(de)(de)(de)(de)引(yin)见(jian)mos原理(li)普(pu)通(tong)都是(shi)(shi)(shi)(shi)拿平(ping)(ping)面(mian)(mian)构(gou)(gou)造(zao)引(yin)见(jian)）。而功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)mos的(de)(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)面(mian)(mian)构(gou)(gou)造(zao)（沟(gou)道是(shi)(shi)(shi)(shi)深槽平(ping)(ping)面(mian)(mian)构(gou)(gou)造(zao)）是(shi)(shi)(shi)(shi)栅(zha)极(ji)(ji)和(he)(he)(he)(he)(he)源(yuan)级(ji)(ji)引(yin)线从(cong)芯(xin)(xin)片正(zheng)面(mian)(mian)引(yin)出(chu)（其实(shi)(shi)栅(zha)极(ji)(ji)也不(bu)(bu)在(zai)(zai)(zai)(zai)外表(biao)(biao)(biao)而是(shi)(shi)(shi)(shi)内部(bu)，只是(shi)(shi)(shi)(shi)比拟(ni)靠近外表(biao)(biao)(biao)），而漏(lou)(lou)级(ji)(ji)是(shi)(shi)(shi)(shi)从(cong)芯(xin)(xin)片反(fan)面(mian)(mian)引(yin)出(chu)（其实(shi)(shi)整(zheng)(zheng)个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)芯(xin)(xin)片反(fan)面(mian)(mian)都是(shi)(shi)(shi)(shi)漏(lou)(lou)级(ji)(ji)衔接在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)同的(de)(de)(de)(de)(de)，整(zheng)(zheng)个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)漏(lou)(lou)级(ji)(ji)用焊接资料直接焊接在(zai)(zai)(zai)(zai)金(jin)(jin)属(shu)板(ban)(ban)上(shang)(shang)(shang)(shang)，就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)mos的(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)属(shu)背板(ban)(ban)，普(pu)通(tong)是(shi)(shi)(shi)(shi)铜镀(du)锡(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)），所(suo)以我们(men)(men)见(jian)到的(de)(de)(de)(de)(de)mos普(pu)通(tong)金(jin)(jin)属(shu)板(ban)(ban)和(he)(he)(he)(he)(he)中(zhong)间引(yin)脚（就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)(shi)漏(lou)(lou)级(ji)(ji)）是(shi)(shi)(shi)(shi)完(wan)整(zheng)(zheng)导通(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)（有(you)(you)些(xie)(xie)特(te)殊的(de)(de)(de)(de)(de)封装是(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)够(gou)做(zuo)到金(jin)(jin)属(shu)板(ban)(ban)和(he)(he)(he)(he)(he)中(zhong)间脚绝缘的(de)(de)(de)(de)(de)）。 功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)mos内部(bu)从(cong)漏(lou)(lou)级(ji)(ji)到源(yuan)级(ji)(ji)是(shi)(shi)(shi)(shi)有(you)(you)一(yi)个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)二极(ji)(ji)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)，这个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)二极(ji)(ji)管(guan)根本上(shang)(shang)(shang)(shang)一(yi)切(qie)的(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)mos都具有(you)(you)，和(he)(he)(he)(he)(he)它(ta)(ta)自身(shen)构(gou)(gou)造(zao)有(you)(you)关(guan)系（不(bu)(bu)需求(qiu)单独(du)制造(zao)，设计自身(shen)就(jiu)(jiu)有(you)(you)）。当然能(neng)(neng)够(gou)经(jing)过改动(dong)设计制造(zao)工(gong)(gong)(gong)(gong)艺(yi)，不(bu)(bu)造(zao)出(chu)这个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)二极(ji)(ji)管(guan)。但(dan)是(shi)(shi)(shi)(shi)这会影响芯(xin)(xin)片功(gong)(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)密(mi)度，要做(zuo)到同样(yang)耐压和(he)(he)(he)(he)(he)内阻，需求(qiu)更(geng)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)芯(xin)(xin)片面(mian)(mian)积（由(you)于构(gou)(gou)造(zao)不(bu)(bu)同）。大(da)家(jia)只是(shi)(shi)(shi)(shi)晓得(de)这回(hui)事(shi)就(jiu)(jiu)行了。 我们(men)(men)所(suo)见(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)mos管(guan)，其实(shi)(shi)内部(bu)由(you)成千(qian)上(shang)(shang)(shang)(shang)万(wan)个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)mos管(guan)并联而成（实(shi)(shi)践数(shu)量普(pu)通(tong)是(shi)(shi)(shi)(shi)上(shang)(shang)(shang)(shang)千(qian)万(wan)个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)，和(he)(he)(he)(he)(he)芯(xin)(xin)片面(mian)(mian)积和(he)(he)(he)(he)(he)工(gong)(gong)(gong)(gong)艺(yi)有(you)(you)关(guan)）。假如在(zai)(zai)(zai)(zai)工(gong)(gong)(gong)(gong)作中(zhong)，有(you)(you)一(yi)个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)或几个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)管(guan)短(duan)(duan)路(lu)(lu)，则整(zheng)(zheng)个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)mos表(biao)(biao)(biao)现(xian)为短(duan)(duan)路(lu)(lu)，当然大(da)电(dian)(dian)流短(duan)(duan)路(lu)(lu)mos可能(neng)(neng)直接烧(shao)断(duan)了（有(you)(you)时表(biao)(biao)(biao)现(xian)为金(jin)(jin)属(shu)板(ban)(ban)和(he)(he)(he)(he)(he)黑色塑封间开(kai)(kai)裂），又表(biao)(biao)(biao)现(xian)为开(kai)(kai)路(lu)(lu)。大(da)家(jia)可能(neng)(neng)会想(xiang)这上(shang)(shang)(shang)(shang)千(qian)万(wan)个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)小(xiao)(xiao)mos应该(gai)很容易(yi)呈现(xian)一(yi)个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)或几个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)坏的(de)(de)(de)(de)(de)吧，其实(shi)(shi)真(zhen)没那么容易(yi)，目(mu)前的(de)(de)(de)(de)(de)制造(zao)工(gong)(gong)(gong)(gong)艺(yi)根本保证(zheng)了这些(xie)(xie)小(xiao)(xiao)单位各种参数(shu)高度分歧(qi)性。它(ta)(ta)们(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)各种开(kai)(kai)关(guan)动(dong)作简直完(wan)整(zheng)(zheng)分歧(qi)，当然最终烧(shao)坏时，肯(ken)定有(you)(you)先(xian)(xian)接受不(bu)(bu)了的(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)(xiao)管(guan)先(xian)(xian)坏。所(suo)以管(guan)子的(de)(de)(de)(de)(de)稳(wen)定性和(he)(he)(he)(he)(he)制造(zao)工(gong)(gong)(gong)(gong)艺(yi)密(mi)不(bu)(bu)可分，差的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)艺(yi)可能(neng)(neng)招致这些(xie)(xie)小(xiao)(xiao)管(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)参数(shu)不(bu)(bu)那么分歧(qi)。有(you)(you)时一(yi)点小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)艺(yi)缺陷（比方一(yi)个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)1um以至更(geng)小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)颗粒(li)假如在(zai)(zai)(zai)(zai)关(guan)键位置(zhi)）常(chang)(chang)(chang)常(chang)(chang)(chang)会形成整(zheng)(zheng)个(ge)(ge)(ge)(ge)(ge)芯(xin)(xin)片（缺陷所(suo)在(zai)(zai)(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)管(guan)芯(xin)(xin)）报废(fei)。
MOS管(guan)导(dao)通(tong)(tong)后(hou)都有导(dao)通(tong)(tong)电阻(zu)(zu)存(cun)在(zai)，这(zhei)样电流就会在(zai)这(zhei)个电阻(zu)(zu)上耗费(fei)能量(liang)，这(zhei)局部耗费(fei)的能量(liang)叫(jiao)做导(dao)通(tong)(tong)损耗。小功率MOS管(guan)导(dao)通(tong)(tong)电阻(zu)(zu)普(pu)通(tong)(tong)在(zai)几mΩ-几十mΩ左右。
MOS在导通和截止(zhi)的(de)时分，一定不是在霎时完成(cheng)的(de)。MOS两(liang)端的(de)电(dian)压有(you)(you)一个降落的(de)过(guo)(guo)程(cheng)，流过(guo)(guo)的(de)电(dian)流有(you)(you)一个上升的(de)过(guo)(guo)程(cheng)，在这段时间内，MOS管的(de)损(sun)失是电(dian)压和电(dian)流的(de)乘积，叫做开(kai)关(guan)损(sun)失。通常开(kai)关(guan)损(sun)失比导通损(sun)失大(da)得(de)多(duo)，而且开(kai)关(guan)频(pin)率越(yue)快，损(sun)失也越(yue)大(da)。
导(dao)通霎时(shi)电压和(he)电流的(de)(de)乘积很大，形成的(de)(de)损失(shi)也就很大。缩短开(kai)(kai)关(guan)时(shi)间，能(neng)够减小(xiao)每次(ci)导(dao)通时(shi)的(de)(de)损失(shi)；降(jiang)低开(kai)(kai)关(guan)频率，能(neng)够减小(xiao)单位时(shi)间内的(de)(de)开(kai)(kai)关(guan)次(ci)数。这两(liang)种方法都能(neng)够减小(xiao)开(kai)(kai)关(guan)损失(shi)。
用低(di)端电压和PWM驱动高端MOS管
用(yong)小(xiao)幅度的(de)PWM信号驱(qu)动(dong)高gate电(dian)压(ya)需求的(de)MOS管
VGate的峰(feng)值限(xian)制
输(shu)入和输(shu)出的电流限(xian)制
经过运(yun)用适宜的电阻，能够到达(da)很低的功耗
PWM信号反相。NMOS并不需(xu)求这个特性，能(neng)够经过前(qian)置一(yi)个反相器来处理。
联系(xi)方式(shi)：邹(zou)先生(KIA MOS管 ）
手机：18123972950
QQ：2880195519
联(lian)系地址：深圳市(shi)福(fu)田区车公(gong)庙天安数码城天吉(ji)大(da)厦(sha)CD座(zuo)5C1
关注(zhu)KIA半导(dao)体(ti)工程(cheng)专辑请搜微信(xin)号(hao):“KIA半导(dao)体(ti)”或点击本(ben)文下方(fang)图片扫一(yi)扫进入官方(fang)微信(xin)“关注(zhu)”
长按二维码识(shi)别关注
