FOC——12.MOS管电路及选型
时间：2022-12-27 09:00:00
文章目录
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- 1.外围电路
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- 1.1.栅极电阻
- 1.2.GS电容放电电阻
- 1.3.C45电容
- 2.MOS选型
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- 2.1.耐压
- 2.2.额定电流
- 2.3.封装
- 2.4.Rdson
- 2.5.Vgs阈值电压
- 2.6.快开管和慢开管
1.外围电路
1.1.栅极电阻
R可控制51的栅极电阻MOS管的GS结电容器的充放电速度。对于MOS开启速度越快，开启损耗越小。但速度过快容易引起冲击，冲击波形（GS之间，这种震荡和MOS管道的米勒效应有关)如下左图所示，正常波形如下右图所示。因此，在实际使用中，希望尽快打开，但不会有冲击。此时，需要根据实际调试的波形来确定R51的阻值。
另外，开放太快容易产生EMC因为du/dt大，开得快dt小，那么DS开通过程中DS如果两端的压差变小，如果Vbus如果电压高，电压会发生变化du很大，所以du/dt很大。
1.2.GS电容放电电阻
R54的电阻是给GS该电阻的值一般为10-50K之间。当板不上电时，会有这个电阻GS静电荷之间不会提供，特别是在搬运过程中，GS电荷很容易在电容器之间积累，或MOS此时给管G极GS可能会导致电容充电MOS管误导通。一旦上电，同一桥臂可能会导致同一桥臂MOS管道同时导致短路。
1.3.C45电容
- 调整GS由于和GS电容并联
- 如下图所示，为米勒电容提供泄漏电路。MOS管的GD之间有一个叫米勒电容的结电容，下管导通常Vbus米勒电容器将有一部分电流流过。米勒电容器和C45串联，可间接减少米勒电容(电容串联越小)，改善米勒效应。
2.MOS选型
2.1.耐压
一般选择Vbus电压的1.5-2倍。
2.2.额定电流
一般选择负载额定电流的5-7倍，因为要考虑电机堵塞、负载突变等。
PS：
1.可以两个或几个MOS管并联使用，可用于电动汽车、汽车工业等大功率场合MOS管并联可能比一个大功率的MOS管要便宜。并联使用时，可以使用一个预驱动芯片同时驱动多个MOS管。此外MOS管并联使用还需要考虑分流问题，有时MOS管道参数不一致，导通和关闭时间不同，并联后开关速度可能会减慢。
2.MOS当管道耐压性不足时，理论上可以串联使用，但不建议使用。
2.3.封装
MOS管道封装实际上是考虑温升问题，因为MOS是大功率加热器件。MOS管满负荷工作时，表面温度不要超过120度。这个温度就是个经验值。
2.4.Rdson
MOS管道有四种损耗，即开关损耗、关闭损耗、导流损耗和续流损耗。前两种损耗是开关过程中的损耗和MOS管道通过放大区域造成的损失；后两种是开关结束后的正常工作损失。对于Rdson，导通损耗对应，电阻值越大，导通损耗在相同电流下越大，因此Rdson对导通损耗起决定性作用。因此Rdson越小越好，但越小越贵。
另外，温度越高，Rdson越大；Vgs电压越高，Rdson越小。而且当GS电压超过10V以上，Rdson减少不明显，因此MOS管道的驱动电压通常选择12V或者15V，注意是驱动电压，也就是GS之间的电压。
2.5.Vgs阈值电压
一般Vgs阈值电压为正负20V，如下图所示，使用时不得超过此阈值，否则可能会导致MOS管损坏。
MOS管道的开启阈值一般为2-4V一般选择12-15V驱动电压，0V关闭。对于大功率或要求较高的场合，也可选择负压关闭，如下图所示。在大功率情况下，快速关闭可以减少关闭损，减少米勒效应的影响。此外，负压关闭速度快，可快速穿过放大区域，不易振动。
2.6.快开管和慢开管
快管通常Qg小，Rdson大，慢管相反。这涉及半导体工艺，通常是为了减少Rdson，晶圆面积会变大，寄生电容也会变大。Qg也会变大。
Qg，Gate charge，门级电荷总和，一般管道同流能力越强，Qg速度越大，速度越慢。一般来说，高耐压性MOS开得快，电流大MOS开的慢。
