Tahukah Anda rangkaian driver MOSFET？

Rangkaian driver MOSFET adalah bagian penting dari elektronika daya dan desain sirkuit, yang bertanggung jawab untuk menyediakan kemampuan penggerak yang memadai untuk memastikan bahwa MOSFET dapat bekerja dengan baik dan andal. Berikut analisa detail rangkaian driver MOSFET:

I. Peran rangkaian penggerak

Menyediakan kapasitas drive yang cukup:Karena sinyal penggerak sering diberikan dari pengontrol (misalnya DSP, mikrokontroler), tegangan dan arus penggerak mungkin tidak cukup untuk menghidupkan MOSFET secara langsung, sehingga diperlukan rangkaian penggerak yang sesuai dengan kemampuan penggerak.

Pastikan kondisi peralihan yang baik:Rangkaian driver perlu memastikan bahwa MOSFET tidak terlalu cepat atau terlalu lambat selama peralihan untuk menghindari masalah EMI dan kerugian peralihan yang berlebihan.

Pastikan keandalan perangkat:Karena adanya parameter parasit pada perangkat switching, lonjakan arus tegangan dapat dihasilkan selama konduksi atau pemutusan, dan rangkaian driver perlu menekan lonjakan ini untuk melindungi sirkuit dan perangkat.

II. Jenis sirkuit penggerak

 

Pengemudi yang tidak terisolasi

Berkendara Langsung:Cara paling sederhana untuk menggerakkan MOSFET adalah dengan menghubungkan sinyal penggerak langsung ke gerbang MOSFET. Metode ini cocok untuk situasi di mana kemampuan mengemudi memadai dan persyaratan isolasi tidak tinggi.

Sirkuit Bootstrap:Menggunakan prinsip bahwa tegangan kapasitor tidak dapat diubah secara tiba-tiba, tegangan secara otomatis terangkat ketika MOSFET mengubah status peralihannya, sehingga menggerakkan MOSFET tegangan tinggi. Pendekatan ini biasanya digunakan dalam kasus di mana MOSFET tidak dapat berbagi kesamaan dengan MOSFET. IC driver, seperti sirkuit BUCK.

Pengemudi Terisolasi

Isolasi optokopel:Isolasi sinyal penggerak dari rangkaian utama dicapai melalui optocoupler. Optocoupler memiliki keunggulan isolasi listrik dan kemampuan anti-interferensi yang kuat, namun respons frekuensinya mungkin terbatas, dan masa pakai serta keandalannya mungkin berkurang dalam kondisi yang keras.

Isolasi transformator:Penggunaan trafo untuk mencapai isolasi sinyal penggerak dari rangkaian utama. Isolasi transformator memiliki keunggulan respon frekuensi tinggi yang baik, tegangan isolasi tinggi, dll, namun desainnya relatif kompleks dan rentan terhadap parameter parasit.

Ketiga, desain titik-titik sirkuit penggerak

Tegangan Penggerak:Harus dipastikan bahwa tegangan penggerak lebih tinggi dari tegangan ambang batas MOSFET untuk memastikan bahwa MOSFET dapat bekerja dengan andal. Pada saat yang sama, tegangan penggerak tidak boleh terlalu tinggi untuk menghindari kerusakan MOSFET.

Berkendara saat ini:Meskipun MOSFET adalah perangkat yang digerakkan oleh tegangan dan tidak memerlukan banyak arus penggerak kontinu, arus puncak perlu dijamin untuk memastikan kecepatan peralihan tertentu. Oleh karena itu, rangkaian driver harus mampu memberikan arus puncak yang cukup.

Resistor Penggerak:Resistor penggerak digunakan untuk mengontrol kecepatan peralihan dan menekan lonjakan arus. Pemilihan nilai resistor harus didasarkan pada rangkaian spesifik dan karakteristik MOSFET. Secara umum, nilai resistor tidak boleh terlalu besar atau terlalu kecil agar tidak mempengaruhi efek penggerak dan kinerja rangkaian.

Tata Letak PCB:Selama tata letak PCB, panjang penyelarasan antara rangkaian driver dan gerbang MOSFET harus dipersingkat sebanyak mungkin, dan lebar penyelarasan harus ditingkatkan untuk mengurangi dampak induktansi dan resistansi parasit pada efek penggerak. Pada saat yang sama, komponen kunci seperti resistor penggerak harus ditempatkan lebih dekat ke gerbang MOSFET.

IV. Contoh aplikasi

Rangkaian driver MOSFET banyak digunakan di berbagai perangkat dan rangkaian elektronika daya, seperti switching catu daya, inverter, dan penggerak motor. Dalam aplikasi ini, desain dan optimalisasi sirkuit driver sangat penting untuk meningkatkan kinerja dan keandalan perangkat.

Singkatnya, rangkaian penggerak MOSFET adalah bagian tak terpisahkan dari elektronika daya dan desain sirkuit. Dengan merancang rangkaian driver secara wajar, dapat memastikan bahwa MOSFET bekerja secara normal dan andal, sehingga meningkatkan kinerja dan keandalan seluruh rangkaian.