Tiedätkö MOSFET-ohjainpiirin?

MOSFET-ohjainpiiri on keskeinen osa tehoelektroniikkaa ja piirisuunnittelua, jonka tehtävänä on tarjota riittävä käyttökapasiteetti varmistaakseen, että MOSFET voi toimia oikein ja luotettavasti. Seuraavassa on yksityiskohtainen analyysi MOSFET-ohjainpiireistä:

I. Käyttöpiirin rooli

Tarjoa riittävä asemakapasiteetti:Koska taajuusmuuttajasignaali annetaan usein ohjaimesta (esim. DSP, mikrokontrolleri), taajuusmuuttajan jännite ja virta eivät välttämättä riitä käynnistämään MOSFETiä suoraan, joten taajuusmuuttajan kapasiteettia varten tarvitaan ohjauspiiri.

Varmista hyvät kytkentäolosuhteet:Ohjainpiirin on varmistettava, että MOSFETit eivät ole liian nopeita eivätkä liian hitaita kytkennän aikana EMI-ongelmien ja liiallisten kytkentähäviöiden välttämiseksi.

Varmista laitteen luotettavuus:Kytkinlaitteen loisparametrien vuoksi jännite-virtapiikkejä saattaa syntyä johtumisen tai sammutuksen aikana, ja ohjainpiirin on tukahdutettava nämä piikit piirin ja laitteen suojaamiseksi.

II. Käyttöpiirien tyypit

Eristämätön kuljettaja

Suora ajo:Yksinkertaisin tapa käyttää MOSFETiä on kytkeä ohjaussignaali suoraan MOSFETin porttiin. Tämä menetelmä soveltuu tilanteisiin, joissa ajokyky on riittävä ja eristystarve ei ole korkea.

Bootstrap-piiri:Sen periaatteen mukaisesti, että kondensaattorin jännitettä ei voida muuttaa äkillisesti, jännite nousee automaattisesti, kun MOSFET muuttaa kytkentätilaansa, mikä ohjaa korkeajännitteistä MOSFETiä. Tätä lähestymistapaa käytetään yleisesti tapauksissa, joissa MOSFET ei voi jakaa yhteistä maata MOSFETin kanssa. kuljettajan IC, kuten BUCK-piirejä.

Eristetty kuljettaja

Optoerottimen eristys:Ohjaussignaalin eristäminen pääpiiristä saadaan aikaan optoerottimien avulla. Optoerottimen etuna on sähköinen eristys ja vahva häiriönestokyky, mutta taajuusvaste voi olla rajoitettu ja käyttöikä ja luotettavuus voivat lyhentyä ankarissa olosuhteissa.

Muuntajan eristys:Muuntajien käyttö käyttösignaalin eristämiseksi pääpiiristä. Muuntajan eristyksen etuna on hyvä korkea taajuusvaste, korkea eristysjännite jne., mutta rakenne on suhteellisen monimutkainen ja altis loisparametreille.

Kolmanneksi ajopiiripisteiden suunnittelu

Käyttöjännite:On varmistettava, että taajuusmuuttajan jännite on suurempi kuin MOSFETin kynnysjännite, jotta MOSFET voi johtaa luotettavasti. Samanaikaisesti taajuusmuuttajan jännite ei saa olla liian korkea MOSFETin vaurioitumisen välttämiseksi.

Ajovirta:Vaikka MOSFETit ovat jänniteohjattuja laitteita eivätkä vaadi paljon jatkuvaa käyttövirtaa, huippuvirta on taattava tietyn kytkentänopeuden varmistamiseksi. Siksi ohjainpiirin pitäisi pystyä tarjoamaan riittävä huippuvirta.

Aseman vastus:Ohjausvastusta käytetään ohjaamaan kytkentänopeutta ja vaimentamaan virtapiikkejä. Vastuksen arvon valinnan tulee perustua tiettyyn piiriin ja MOSFETin ominaisuuksiin. Yleensä vastuksen arvon ei pitäisi olla liian suuri tai liian pieni, jotta se ei vaikuta ajotehoon ja piirin suorituskykyyn.

PCB-asettelu:Piirilevyasettelun aikana ohjauspiirin ja MOSFET-portin välisen kohdistuksen pituutta tulisi lyhentää mahdollisimman paljon ja kohdistuksen leveyttä tulisi suurentaa loisen induktanssin ja vastuksen vaikutusten vähentämiseksi ajotehoon. Samanaikaisesti tärkeimmät komponentit, kuten ohjausvastukset, tulisi sijoittaa lähemmäs MOSFET-porttia.

IV. Esimerkkejä sovelluksista

MOSFET-ohjainpiirejä käytetään laajalti erilaisissa tehoelektroniikkalaitteissa ja -piireissä, kuten hakkuriteholähteissä, inverttereissä ja moottorikäytöissä. Näissä sovelluksissa ohjainpiirien suunnittelu ja optimointi ovat ratkaisevan tärkeitä laitteiden suorituskyvyn ja luotettavuuden parantamiseksi.

Yhteenvetona voidaan todeta, että MOSFET-ajopiiri on välttämätön osa tehoelektroniikkaa ja piirisuunnittelua. Suunnittelemalla ohjainpiirin järkevästi se voi varmistaa, että MOSFET toimii normaalisti ja luotettavasti, mikä parantaa koko piirin suorituskykyä ja luotettavuutta.