PMOS功率管開關(guān)電路設(shè)計(jì)

-.z......資料...PMOS開關(guān)管電路設(shè)計(jì)指南2013/7/18本文檔的目的1〕能夠根據(jù)本指南進(jìn)展PMOS管開關(guān)電路設(shè)計(jì)更新說明序號(hào)修改項(xiàng)修改理由修改人修改日期1無首版2013/7/182目錄一、NMOS管等效電路3二、公司固定傳感器控制盒PMOS開關(guān)電路分析3PMOS開關(guān)管電路設(shè)計(jì)指南NMOS管等效電路B〕圖2NMOS管等效模型驅(qū)動(dòng)G極時(shí)，因?yàn)檩斎腚娙軨iss〔Cgd+Cgs〕的存在，要求電壓變化快，i=Cdu/dt，當(dāng)G極電流大時(shí)，du/dt也大，增大開關(guān)速度。根據(jù)B圖，功率MOS管部存在等效三極管，當(dāng)S接地，剛上電時(shí)，三極管會(huì)導(dǎo)通，且電流有可能過大，所以，最好D極有緩啟動(dòng)電路保護(hù)。根據(jù)A圖，反向寄生二極管有可能被正向或反向擊穿。反向擊穿有可能因?yàn)镈極局部，當(dāng)電源開啟時(shí)會(huì)有沖擊電流，因?yàn)榫€上電感原因，U=Ldi/dt，導(dǎo)致U過大。正向擊穿，可能因?yàn)镾極在關(guān)電時(shí)，因?yàn)榫€上電感原因，造成U過大；或者線上串入能量較大干擾電壓，導(dǎo)致寄生二極管正向通道電流過大，燒毀寄生二極管，從而造成MOS管失效。控制盒PMOS開關(guān)電路分析1、小電流切換電路B)圖35V激光器驅(qū)動(dòng)電路和24VLED燈驅(qū)動(dòng)電路1、電路A：1〕三極管集電極電阻過大，導(dǎo)致開關(guān)速度不高；考慮是激光器驅(qū)動(dòng)電路，正好使用這個(gè)緩啟動(dòng)功能。2〕MOS管損壞過，現(xiàn)象是能夠正常開啟MOS管，但不能完全關(guān)斷MOS管，疑心是MOS管寄生二極管損壞導(dǎo)致。解決方法，a〕更換Vds較大的MOS管〔IRLML5203，Vds最大30V，而6401的Vds最大12V〕b〕電源處增加緩啟動(dòng)c〕D端增加5VTVSd〕在輸出端口增加電阻等措施e〕去掉輸出π型濾波電路上的并接反向二極管，如有可能，在輸出放置防反接二極管。2、電路B1〕24V驅(qū)動(dòng)電路，導(dǎo)通時(shí)Vgs過大，影響PMOS管壽命解決方法：修改R13為10K，R11為20K，Vgs最大為-8V2〕電源上電有可能Vgs過大，在G、S極增加一個(gè)8V穩(wěn)壓二極管保護(hù)3〕IRF9393的最大Vds約55V，更改為IRF6217，最大Vds變?yōu)?50V4〕在D極增加24VTVS5〕在輸出端口增加電阻等措施6〕去掉輸出π型濾波電路上的并接反向二極管，如有可能，在輸出放置防反接二極管。圖4改良后的PMOS輸出接口電路電路圖3-B選型：濾波可以選擇簡(jiǎn)單的高頻濾波，比方磁珠構(gòu)成的π型濾波電路TVS選擇SD24C電阻選擇2.2ohm，0805封裝，當(dāng)電流增大到20A，電阻壓降為44V，之后壓敏電阻導(dǎo)通，完成放浪涌。壓敏電阻選擇14K390〔片徑14mm，v1mA=39V〕。1N4004在150mA時(shí)，VF=0.8V，加上24V電源入口的1N4004，壓降1.6V左右。緩啟動(dòng)電路如圖5圖5改良后的圖3-B電路說明：三極管OC電路局部，R4、C2構(gòu)成低通濾波，延緩控制速度增加C1，上電時(shí)U1的G極高電平可以在R7之后再增加一個(gè)R〔10K〕和C〔1u〕，起到外部24V給電之后的防沖擊保護(hù)。這里的24V推薦是輸入濾波完成之后24V圖6PMOS管導(dǎo)通波形分析：電流Id160us從0上升到89mA，di/dt=556.25，假設(shè)線路L=1uH，電壓為0.55625mV，沒有影響。Vd上升和Id幾乎同步Vg從24V到18.8V，下降時(shí)間600us，期間Vd*Id=48mA*(24-5.5)V=約1W，MOS管瞬時(shí)功耗較大，按照1ms，能量為1mJ。此PMOS管最大功耗2.5W，Eas=15mJ?？梢园凑樟銟O點(diǎn)分析方法，分析MOS管G、D極穩(wěn)定性。在G極和S極之間增加