האם אתה מכיר את מעגל מנהל ההתקן של MOSFET?

מעגל הדרייבר של MOSFET הוא חלק מכריע בתכנון האלקטרוניקה והמעגלים, שאחראי לספק יכולת כונן מספקת כדי להבטיח שה-MOSFET יכול לעבוד כראוי ומהימן. להלן ניתוח מפורט של מעגלי מנהל ההתקן של MOSFET:

I. תפקיד מעגל הכונן

ספק קיבולת כונן מספקת:מכיוון שאות ההנעה ניתן לעתים קרובות מבקר (למשל DSP, מיקרו-בקר), ייתכן שמתח ההנעה והזרם לא יספיקו כדי להפעיל ישירות את ה-MOSFET, ולכן נדרש מעגל הנעה שיתאים ליכולת הכונן.

ודא תנאי מיתוג טובים:מעגל הנהג צריך להבטיח שה-MOSFETs לא מהירים מדי ולא איטיים מדי במהלך המעבר כדי למנוע בעיות EMI והפסדי מיתוג מוגזמים.

ודא את אמינות המכשיר:בשל נוכחותם של פרמטרים טפיליים של התקן המיתוג, עלולים להיווצר קוצים במתח-זרם במהלך הולכה או כיבוי, ומעגל הנהג צריך לדכא קוצים אלה כדי להגן על המעגל וההתקן.

II. סוגי מעגלי כונן

 

נהג לא מבודד

כונן ישיר:הדרך הפשוטה ביותר להניע את ה-MOSFET היא לחבר את אות הכונן ישירות לשער של ה-MOSFET. שיטה זו מתאימה למקרים בהם יכולת הנהיגה מספקת ודרישת הבידוד אינה גבוהה.

מעגל אתחול:תוך שימוש בעקרון שלפיו לא ניתן לשנות את מתח הקבלים באופן פתאומי, המתח מורם אוטומטית כאשר ה-MOSFET משנה את מצב המיתוג שלו, ובכך מניע את ה-MOSFET במתח גבוה. גישה זו משמשת בדרך כלל במקרים בהם ה-MOSFET אינו יכול לחלוק קרקע משותפת עם ה-MOSFET. Driver IC, כגון מעגלי BUCK.

נהג מבודד

בידוד מצמד אופטו:הבידוד של אות הכונן מהמעגל הראשי מושג באמצעות מצמדים אופטיים. למצמד אופטו יש את היתרונות של בידוד חשמלי ויכולת אנטי-הפרעות חזקה, אך תגובת התדר עשויה להיות מוגבלת, והחיים והאמינות עשויים להצטמצם בתנאים קשים.

בידוד שנאי:השימוש בשנאים כדי להשיג את הבידוד של אות הכונן מהמעגל הראשי. לבידוד שנאי יש את היתרונות של תגובה טובה בתדר גבוה, מתח בידוד גבוה וכו', אך העיצוב מורכב יחסית ורגיש לפרמטרים טפיליים.

שלישית, העיצוב של נקודות מעגל ההנעה

מתח כונן:יש לוודא שמתח ההנעה גבוה ממתח הסף של ה-MOSFET כדי להבטיח שה-MOSFET יכול להתנהל בצורה מהימנה. יחד עם זאת, מתח הכונן לא צריך להיות גבוה מדי כדי למנוע פגיעה ב-MOSFET.

זרם כונן:למרות שמכשירי MOSFET הם מכשירים מונעי מתח ואינם דורשים זרם כונן רציף רב, יש להבטיח את שיא הזרם על מנת להבטיח מהירות מיתוג מסוימת. לכן, מעגל הנהג אמור להיות מסוגל לספק זרם שיא מספיק.

נגד כונן:נגד הכונן משמש לשליטה על מהירות המיתוג ולדיכוי קוצים זרם. בחירת ערך הנגד צריכה להתבסס על המעגל הספציפי ועל המאפיינים של ה-MOSFET. באופן כללי, ערך הנגד לא צריך להיות גדול מדי או קטן מדי כדי למנוע השפעה על אפקט ההנעה וביצועי המעגל.

פריסת PCB:במהלך פריסת PCB, יש לקצר ככל האפשר את אורך היישור בין מעגל הדרייבר לשער MOSFET, ולהגדיל את רוחב היישור כדי להפחית את ההשפעה של השראות טפיליות והתנגדות על אפקט ההנעה. יחד עם זאת, יש למקם רכיבי מפתח כגון נגדי כונן קרוב יותר לשער MOSFET.

IV. דוגמאות ליישומים

מעגלי נהג של MOSFET נמצאים בשימוש נרחב במגוון מכשירים ומעגלים אלקטרוניים, כגון מיתוג ספקי כוח, ממירים וכונני מנוע. ביישומים אלה, התכנון והאופטימיזציה של מעגלי הנהג הם קריטיים לשיפור הביצועים והאמינות של המכשירים.

לסיכום, מעגל ההנעה של MOSFET הוא חלק הכרחי של אלקטרוניקת כוח ותכנון מעגלים. על ידי תכנון סביר של מעגל הדרייבר, הוא יכול להבטיח שה-MOSFET פועל כרגיל ומהימן, ובכך לשפר את הביצועים והאמינות של המעגל כולו.