開關功率MOS管

1、開關開關(kigun)功率功率MOS管管lMOSFET分為P溝道增強型、 P溝道耗盡型和N溝道增強型、N溝道耗盡型4種類型。增強型MOS具有應用方便的“常閉”特性（即驅(qū)動信號為零時(ln sh)，輸出電流等于零）。在開關電源中使用的MOS管幾乎全是N 溝道增強型器件。lMOS管主要具備較大的安全工作區(qū)、良好的散熱穩(wěn)定性和非?？斓拈_關速度。精品資料MOS管主要工作特性管主要工作特性(txng)（優(yōu)（優(yōu)點）點）l其工作頻率可以達20KHz以上，有的甚至可以達到100KHz200KHz2MHz，從而可以選用小型化的磁性元件和電感；l是一種(y zhn)電壓控制元件，驅(qū)動電路設計比較簡單；lMOS管中

2、大都集成有阻尼二極管，而三極管區(qū)沒有這個阻尼二極管；l體積小、重量輕；l高速、大功率、高耐壓（可以達到1400V以上NMOS）；l高增益，存儲時間不受限制，不會熱擊穿。精品資料MOS管主要工作特性管主要工作特性(txng)（缺（缺點）點）l導通電阻（Rds(on)）較大，具有正溫度系數(shù)，用在大電流開關狀態(tài)時，導通損耗較大；l開啟門限驅(qū)動(q dn)電壓較高（一般24V）；lP溝道MOS管耐壓還不是很高，很難找到與N溝道配對的“圖騰柱”輸出。精品資料MOS管的符號管的符號(fho)lNMOS/PMOS的符號(fho)為：精品資料MOS管原理管原理(yunl)lMOS管是電壓控制器件，為了在D極獲

3、得一個較大電流，在MOS管的G極和S極間必須加一個受控的電壓，因MOS的柵極與源極在電氣上是靠硅氧化層相互隔離的，管子加電后只有很少的一點漏電流從所加電源端流入到柵極。因此，可以說MOS管具有極高的增益(zngy)和阻抗。l為了驅(qū)動MOS管導通，需要在柵極和源極間加入電壓脈沖，用于產(chǎn)生有效的充電電流，給MOS管的輸入電容Ciss充電。精品資料MOS管驅(qū)動管驅(qū)動(q dn)電阻電阻l為提高MOS管的開關速度，驅(qū)動電阻Rg不可特大，可用公式得到其值：l Rg = tr（或tf）/2.2Cissl 驅(qū)動電流脈沖值：l Ig = Ciss（dV/dt）l其中Rg：驅(qū)動阻抗，；l Ciss：MOS管的輸

4、入(shr)電容，F(xiàn)；l tr和tf：分別為MOS管的上升時間和下降時間，s；l dV/dt：驅(qū)動源的電壓變化率，V/s；lG-S電壓無，MOS管關閉，D-S程高阻狀態(tài)，抑制電流通過。l請看IRF640.PDF精品資料設計設計(shj)MOS管遵守的原則管遵守的原則lMOS各腳連線(lin xin)盡量短，特別是G極的長度，如實在無法減少其長度，可以用一小磁環(huán)或一小電阻與MOS管串接起來。精品資料MOS管設計說明管設計說明l圖1中R1：l R1是驅(qū)動電阻，要盡量靠近MOS管的G極，可以消除寄生振蕩，因MOS管輸入阻抗(sh r z kn)很高，驅(qū)動阻抗必須很低，防止電路發(fā)生正反饋自激振蕩。l圖

5、1中R2：l 為加速MOS關斷。l在設計MOS管的電路時，因MOS管的柵極G的電壓大都為2030V，所以要加保護（如穩(wěn)壓二極管）。精品資料TL431內(nèi)部內(nèi)部(nib)結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖其內(nèi)部(nib)電路圖為：精品資料穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管TL431lTL431是一是一個(y )有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設置到從Vref（2.5V）到36V范圍內(nèi)的任何值。該器件的典型動態(tài)阻抗為0.2，在很多應用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運放電路、可調(diào)壓電源，開關電源等等。精品資料穩(wěn)壓管穩(wěn)壓管TL431l從該器件的符號看。3個引腳分別為：陰極（CATHODE）、

6、陽極（ANODE）和參考端（REF）。l從下圖可以看到，VI是一個內(nèi)部的2.5V基準源，接在運放的反相輸入端。由運放的特性可知，只有當REF端（同相端）的電壓非常接近VI（2.5V）時，三極管中才會有一個穩(wěn)定的非飽和電流通過，而且隨著REF端電壓的微小變化，通過三極管 圖1 的電流將從1到100mA變化。當然，該圖絕不是TL431的實際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以不能簡單地用這種組合來代替它。但如果在設計、分析應用TL431的電路時，這個(zh ge)模塊圖對開啟思路，理解電路都是很有幫助的，本文的一些分析也將基于此模塊而展開。精品資料TL431工作工作(gngzu)原理原理lTL431的基本電路(dinl

7、)如下圖精品資料TL431工作工作(gngzu)原理原理l由上圖可知，它相當于一只可調(diào)的穩(wěn)壓管，輸出電壓由R1和R2來設定，l VO=VKA=(1+R1/R2)*VREFl R3是限流電阻， VREF是常態(tài)下的基準電壓（2.5V）。l 具體(jt)數(shù)據(jù)請看：TL431.PDF精品資料TL431在開關電源中的作用在開關電源中的作用(zuyng)1l如圖精品資料TL431在開關電源中應用在開關電源中應用(yngyng) l在過去的普通開關電源設計中，通常采用將輸出電壓經(jīng)過誤差放大后直接反饋到輸入端的模式。這種電壓控制的模式在某些應用中也能較好地發(fā)揮作用，但隨著技術的發(fā)展，當今世界的電源制造業(yè)大多已

8、采用一種有類似拓撲結(jié)構(gòu)的方案。此類結(jié)構(gòu)的開關電源有以下特點：輸出經(jīng)過TL431(可控分流基準)反饋并將誤差放大，TL431的沉流端驅(qū)動一個光耦的發(fā)光(f un)部分，而處在電源高壓主邊的光耦感光部分得到的反饋電壓，用來調(diào)整一個電流模式的PWM控制器的開關時間，從而得到一個穩(wěn)定的直流電壓輸出。l其它具體參數(shù)請參考課本34頁。精品資料PC817光耦應用光耦應用(yngyng)框圖框圖精品資料PC817光耦詳解光耦詳解(xin ji)l二極管正向電流IF生成一個光源，使光敏三極管產(chǎn)生一集電極電流IC供給負載電阻RL；l光敏二極管共有三個重要參數(shù)：l1）二極管正向電流IF；l2）二極管正向壓降VF；l3）輸入電壓Vin；l 限流電阻R=（Vin-VF）IF，一般生產(chǎn)廠家給出VF和IF，可以計算出R的值。l光敏輸出(shch)有一個重要參數(shù)：l 輸出(shch)IC= IFl 這里的，：耦合系數(shù)（傳輸率），一般廠家會給出；精品資料電源電源(dinyun)輸入級輸入級l世界(shji)各國電力系統(tǒng)：l 地區(qū) 電壓（V） 頻率（Hz）l 美國 117 60l 歐洲 240 50l 日本 100 60l 中東 240 50/60精品資料濾波濾