在上一篇中,我们围绕常见MOS驱动方案展开了介绍,而当我们的应用场景延伸到用单片机驱动大功率的MOS管时,那再用单片机直接驱动就无法满足我们的要求了,今天我们讲述一种用mos管驱动大功率负载的方案--推挽驱动。

推挽驱动的本质是通过互补对称的“上拉+下拉”电路,为功率器件的栅极(或基极)提供双向强电流驱动。

导通加速:上拉电路主动注入大电流,快速给栅极电容充电,让功率器件瞬间导通;

关断加速:下拉电路主动抽取大电流,快速释放栅极电容电荷,让功率器件极速关断。

对比传统单电阻驱动(依赖电阻限流充放电),推挽驱动的开关速度提升数倍,同时避免了单电阻驱动的 “电流瓶颈”,特别适合高频、大负载场景。

image.png

下图是我们用到的mos管的数据手册,我们可以看出VGS(th):1.35~2.35V,虽然我们单片机3.3V,按理说用它驱动也能打开啊,但是我们需要mos管(mos管是压控型器件,它的打开程度和加在GS两端的相关,加的电压越高等效电阻越小,当然不能超过它的耐压值哈)来做开关,所以我们希望mos的等效电阻越小越好,我们可以看到数据手册给我们提供了关于RDS(on)的两个参数,一个是4.5V,一个是10V,很显然我们的单片机无法提供给我们这么大的电压;

image.png

我们在上一篇中给大家总结了若要实现MOS管的快速、稳定开关,我们应该满足哪些需求,我们不只要考虑驱动电压,还要给mos管提供足够的驱动电流,因此我们还要考虑如何增加我们的驱动电流,毕竟我们单片机提供的驱动电流是有限的,IO口的总驱动电流是4~20mA,单个IO口的驱动电流不会超过5mA.上述电路图就完美的满足了我们的要求,接下来我带大家逐步分析一下。

①当单片机提供的是低电平时,mos管导通,负载工作

54f3565034446b70cd49840b50d81205.jpg

三极管Q5没达到导通电压,处于截止状态,相当于“断路”;VCC+12V→R7直接给到三极管的基极(为mos管开启提供了大的驱动电压),Q3导通,Q3集电极没有接任何的电阻,那ic的增长就没有限制,能跟着ib的变化而变化,即满足ic=β*ib,(为mos管提供了大的驱动电流)此时Q3处于放大区,如果还想要进一步地提升驱动电流,我们可以适当地减小R7,但是也不能太小,我们要保证在给单片机给高电平时我们的Q5要达到饱和状态;

②当单片机提供的是高电平(3.3V)时,mos管关断

7a8cd13d9ac789bb917b28bb742317bb.jpg

当给高电平时,Q5导通,Q5是处于饱和状态,此时Vce的压差非常小;Q4也导通,如图,我们就为电容放电提供了一条快速泄放的通路,这就是推挽电路的挽,主动抽取大电流,快速释放栅极电容电荷,让功率器件极速关断。

Logo

智能硬件社区聚焦AI智能硬件技术生态,汇聚嵌入式AI、物联网硬件开发者,打造交流分享平台,同步全国赛事资讯、开展 OPC 核心人才招募,助力技术落地与开发者成长。

更多推荐