Connaissez-vous le circuit pilote MOSFET ?

Le circuit pilote du MOSFET est un élément crucial de l'électronique de puissance et de la conception des circuits, qui est chargé de fournir une capacité de pilotage suffisante pour garantir que le MOSFET peut fonctionner correctement et de manière fiable. Ce qui suit est une analyse détaillée des circuits de commande MOSFET :

I. Rôle du circuit de pilotage

Fournir une capacité de disque suffisante :Étant donné que le signal de commande est souvent fourni par un contrôleur (par exemple, DSP, microcontrôleur), la tension et le courant de commande peuvent ne pas être suffisants pour activer directement le MOSFET. Un circuit de commande est donc nécessaire pour correspondre à la capacité de commande.

Assurer de bonnes conditions de commutation :Le circuit pilote doit garantir que les MOSFET ne sont ni trop rapides ni trop lents pendant la commutation pour éviter les problèmes EMI et les pertes de commutation excessives.

Assurer la fiabilité de l'appareil :En raison de la présence de paramètres parasites du dispositif de commutation, des pics de tension-courant peuvent être générés pendant la conduction ou la mise hors tension, et le circuit pilote doit supprimer ces pics pour protéger le circuit et le dispositif.

II. Types de circuits d'entraînement

 

Conducteur non isolé

Entraînement direct :Le moyen le plus simple de piloter le MOSFET consiste à connecter le signal de commande directement à la grille du MOSFET. Cette méthode convient aux occasions où la capacité de conduite est suffisante et où les exigences d'isolation ne sont pas élevées.

Circuit d'amorçage :En utilisant le principe selon lequel la tension du condensateur ne peut pas être modifiée brusquement, la tension est automatiquement augmentée lorsque le MOSFET change son état de commutation, pilotant ainsi le MOSFET haute tension. Cette approche est couramment utilisée dans les cas où le MOSFET ne peut pas partager une masse commune avec le Circuit intégré de pilote, tel que les circuits BUCK.

Conducteur isolé

Isolation optocoupleur :L'isolation du signal de commande du circuit principal est réalisée grâce à des optocoupleurs. L'optocoupleur présente les avantages d'une isolation électrique et d'une forte capacité anti-interférence, mais la réponse en fréquence peut être limitée et la durée de vie et la fiabilité peuvent être réduites dans des conditions difficiles.

Isolation du transformateur :L'utilisation de transformateurs pour obtenir l'isolation du signal de commande du circuit principal. L'isolation du transformateur présente les avantages d'une bonne réponse haute fréquence, d'une tension d'isolation élevée, etc., mais la conception est relativement complexe et sensible aux paramètres parasites.

Troisièmement, la conception des points du circuit de conduite

Tension d'entraînement :Il convient de s'assurer que la tension de commande est supérieure à la tension de seuil du MOSFET pour garantir que le MOSFET puisse conduire de manière fiable. Dans le même temps, la tension de commande ne doit pas être trop élevée pour éviter d'endommager le MOSFET.

Courant d'entraînement :Bien que les MOSFET soient des dispositifs pilotés par tension et ne nécessitent pas beaucoup de courant de commande continu, le courant de crête doit être garanti afin d'assurer une certaine vitesse de commutation. Par conséquent, le circuit pilote doit être capable de fournir un courant de crête suffisant.

Résistance d'entraînement :La résistance de commande est utilisée pour contrôler la vitesse de commutation et supprimer les pics de courant. La sélection de la valeur de la résistance doit être basée sur le circuit spécifique et les caractéristiques du MOSFET. En général, la valeur de la résistance ne doit être ni trop grande ni trop petite pour éviter d'affecter l'effet de pilotage et les performances du circuit.

Disposition du PCB :Lors de la configuration du PCB, la longueur de l'alignement entre le circuit pilote et la porte MOSFET doit être raccourcie autant que possible, et la largeur de l'alignement doit être augmentée pour réduire l'impact de l'inductance et de la résistance parasites sur l'effet de commande. Dans le même temps, les composants clés tels que les résistances de commande doivent être placés plus près de la grille MOSFET.

IV. Exemples d'applications

Les circuits de commande MOSFET sont largement utilisés dans une variété de dispositifs et de circuits électroniques de puissance, tels que les alimentations à découpage, les onduleurs et les entraînements de moteur. Dans ces applications, la conception et l’optimisation des circuits pilotes sont essentielles pour améliorer les performances et la fiabilité des dispositifs.

En résumé, le circuit de pilotage MOSFET est un élément indispensable de l’électronique de puissance et de la conception de circuits. En concevant raisonnablement le circuit pilote, on peut garantir que le MOSFET fonctionne normalement et de manière fiable, améliorant ainsi les performances et la fiabilité de l'ensemble du circuit.