pmos功率管开关电路设计.docx

PMOSF关管电路设计指 南 2013/7/18 本文档的目的 1 ）能够根据本指南进行 PMO管开关电路设计 更新说明 序号 修改项 修改理由 修改人 修改日期 1 无 首版 2013/7/18 2 o 目录 . NMO管等效电路 4 . 公司固定传感器控制盒 PMO湃关电路分析 4 PMOSF关管电路设计指南 NMO管等效电路 A) B ) 图2 NMOS管等效模型 1、 驱动G极时，因为输入电容Ciss(Cgd+CgS的存在，要求电压变化快,i=Cdu/dt , 当G极电流大时，du/dt也大，增大开关速度。 2、 根据B图，功率MO筝内部存在等效三极管，当S接地，刚上电时，三极管 会导通，且电流有可能过大，所以，最好 D极有缓启动电路保护。 3、 根据A图，反向寄生二极管有可能被正向或反向击穿。反向击穿有可能因为 D极部分，当电源开启时会有冲击电流，因为线上电感原因， U = Ldi/dt , 导致U过大。正向击穿，可能因为 S极在关电时，因为线上电感原因，造成 U过大；或者线上申入能量较大干扰电压，导致寄生二极管正向通道电流过 大，烧毁寄生二极管，从而造成 MOST失效。 二、控制盒PMOJSF关电路分析 1、小电流切换电路 A） B） 图3 5V激光器驱动电路和24V LED灯驱动电路 1、 电路A: 1） 三极管集电极电阻过大，导致开关速度不高；考虑是激光器驱动电路，正好 使用这个缓启动功能。 2） MO%损坏过，现象是能够正常开启 MO帝，但不能完全关断MO筝，怀疑 是MOST寄生二极管损坏导致。 解决办法, a） 更换 Vds较大的 MOST （IRLML5203 Vds最大 30V,而 6401 的 Vds最大 12V） b） 电源处增加缓启动 c） D端增加5V TVS d） 在输出端口增加电阻等措施 e） 去掉输出兀型滤波电路上的并接反向二极管，如有可能，在输出放置防反接 二极管。 2、 电路B 1） 24V驱动电路，导通时Vgs过大，影响PMOSF寿命 解决办法：修改 R13为10K, R11为20K, Vgs最大为-8V 2） 电源上电有可能Vgs过大，在G S极增加一个8V稳压二极管保护 3） IRF9393的最大 Vds约55V,更改为IRF6217,最大 Vds变为150V 4） 在D极增加24V TVS 5） 在输出端口增加电阻等措施 6） 去掉输出兀型滤波电路上的并接反向二极管，如有可能，在输出放置防反接 二极管。 图4改进后的PMOS出接口电路 电路图3-B选型： 1） 滤波可以选择简单的高频滤波，比如磁珠构成的兀型滤波电路 2） TVS选择 SD24C 3） 电阻选择2.2ohm, 0805封装，当电流增大到20A,电阻压降为44V,之后压 敏电阻导通，完成放浪涌。压敏电阻选择 14K390 （片径14mm v1mA =39 c 4） 1N4004在 150mA寸，VF=0.8V,加上 24V电源入口的 1N4004,压降 1.6V 左右。 5） 缓启动电路如图5 3HH10WR94.7kD时6盘17L21pHR3 20.0k O 3 HH 10W R9 4.7kD 时6盘17 L2 1pH R3 20.0k O C4 土lOOnF 1.5SMCT4AT3G 图5改进后的图3-B电路 说明： 1） 三极管OC电路部分，R4 C2构成低通滤波，延缓控制速度 2） 增加C1,上电时U1的G极高电平 3） 可以在R7之后再增加一个R （10Q和C（1u），起到外部24V给电之后的 防冲击保护。 4） 这里的24V推荐是输入滤波完成之后24V 图6 PMOS管导通波形 分析： 电流 Id 160us 从 0 上升到 89mA di/dt =556.25 ，假设线路 L=1uH, 电压为0.55625mM 没有影响。 Vd上升和Id几乎同步 Vg 从 24V到 18.8V,下降时间 600us,期间 Vd*Id=48mA*(24-5.5)V= 约1VV MO%瞬时功耗较大，按照1m§能量为1mJ此PMOST最大 功耗 2.5W, Eas=15mJ 可以按照零极点分析方法，分析 MOW G D极稳定性。在G极和S 极之间增加稳压管，在S、D之间增加RC电路明显增加系统的稳定性。 零点不影响系统稳定性；极点如果在s平面的左平■面部分，系统稳定。 如果极点非常靠近虚轴j ,则系统有可能不稳定，建议调整，使极点 远离j轴。 Welcome !!! 欢迎您的下载,资料仅供参考!