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LED恒流驱动器件MOSFET挑选

公布工夫:2017-08-30

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常用的是NMOS.缘由是导通电阻小,运用较为普遍,也相符LED驱动设想要求。以是开关电源和LED恒流驱动的运用中,一样平常皆用NMOS.上面的引见中,也多以NMOS为主。

  功率MOSFET的开关特性:MOSFET功率场效应晶体管是用栅极电压去掌握漏极电流的,因而它的一个明显特性是驱动电路简朴,驱动功耗小。其第二个明显特性是开关速度快,事情频次下,功率MOSFET的事情频次正在下落工夫重要由输入回路时间常数决意。

  MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,因为制造工艺限定发生的。寄生电容的存在使得正在设想或挑选驱动电路的时刻要贫苦一些,但没有办法制止。MOSFET漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管,正在驱动感性负载,这个二极管很重要。体二极管只正在单个的MOS管中存在,正在集成电路芯片内部一般是出有的。

  MOS管是电压驱动器件,根基不需要鼓励级获得能量,然则功率MOSFET和双极型晶体管差别,它的栅极电容比较大,正在导通之前要先对该电容充电,当电容电压凌驾阈值电压(VGS-TH)时MOSFET才最先导通。因而,栅极驱动器的负载才能必需充足大,以包管正在体系要求的时间内完成对等效栅极电容(CEI)的充电。

  MOSFET的开关速度和其输入电容的充放电有很大干系。使用者固然没法低落Cin的值,但能够低落栅极驱动回路信号源内阻Rs的值,从而减小栅极回路的充放电时间常数,加速开关速度。一样平常IC驱动才能重要表现正在这里,我们道挑选MOSFET是指外置MOSFET驱动恒流IC。内置MOSFET的IC固然不消我们再思索了,一样平常大于1A电流会思索外置MOSFET。为了得到到更大、更天真的LED功率才能,外置MOSFET是独一的挑选体式格局,IC需求适宜的驱动才能,MOSFET输入电容是要害的参数!

  下图Cgd和Cgs是MOSFET等效结电容。

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一样平常IC的PWM OUT输出内部集成了限流电阻,详细数值巨细同IC的峰值驱动输出才能有关,能够近似以为R=Vcc/Ipeak。一样平常联合IC驱动才能 Rg挑选正在10-20Ω阁下。

  一样平常的运用中IC的驱动能够间接驱动MOSFET,然则考虑到一般驱动走线不是直线,感量可能会更大,而且为了防备内部滋扰,照样要运用Rg驱动电阻停止抑止。考虑到走线分布电容的影响,这个电阻要只管接近MOSFET的栅极。

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以上议论的是MOSFET ON状况时电阻的挑选,正在MOSFET OFF状况时为了包管栅极电荷快速泻放,此时阻值要只管小。一般为了包管快速泻放,正在Rg上能够并联一个二极管。当泻放电阻过小,因为走线电感的缘由也会引发谐振(因而有些运用中也会正在这个二极管上串一个小电阻),然则因为二极管的反向电流不导通,此时Rg又到场反向谐振回路,因而能够抑止反向谐振的尖峰。这个二极管一般运用高频小旌旗灯号管1N4148。

  MOS开关管消耗:不管是NMOS照样PMOS,导通后都有导通电阻存在,如许电流便会正在这个电阻上斲丧能量,那局部斲丧的能量叫做导通消耗。挑选导通电阻小的MOSFET会减小导通消耗。如今的小功率MOSFET导通电阻一样平常正在几十毫欧阁下,几毫欧的也有。

  MOSFET导通和停止的时刻,肯定不是正在霎时完成的。MOSFET两头的电压有一个下落的历程,流过的电流有一个上升的历程,正在那段时间内,MOSFET管的消耗是电压和电流的乘积,叫做开关消耗。一般开关消耗比导通消耗大很多,并且开关频次越快,丧失也越大。正在LED恒流源设想中要注重频次的挑选,低落消耗但也要统筹纯声的泛起。

  导通霎时电压和电流的乘积很大,形成的消耗也便很大。收缩开关时间,能够减小每次导通时的消耗;低落开关频次,能够减小单元时间内的开关次数。这两种设施皆能够减小开关消耗。

  输出的要求:由于MOSFET一样平常皆连接着感性电路,会发生对照强的反向打击电流。别的一个需求注重的问题是对霎时短路电流的承受能力,关于高频SMPS特别云云。霎时短路电流的发生一般是因为驱动电平脉冲的上升或下落历程太长,大概传输延时过大,霎时短路电流会显着低落电源的效力,是MOSFET发烧的缘由之一。

  预算结区温度:一般来说,纵然源极/漏极电压凌驾绝对的最大额定值,功率 MOSFET 也很少发作击穿。功率 MOSFET 的击穿电压 (BVDSS) 具有正向的温度系数。因而,温度越下,击穿器件所需的电压越下。正在很多状况下,功率 MOSFET 事情时的环境温度凌驾 25℃,其结区温度会果能量耗散而升至高于环境温度。

  当击穿真正发作时,漏极电流会大很多,而击穿电压以至比现实值还要下。正在现实运用中,真正的击穿电压会是额定低电流击穿电压值的 1.3 倍。


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