MOS在控制器電路中的工作狀態:開通過程(由截止到導通的過渡過程)、導通狀態、關斷過程(由導通到截止的過渡過程)、截止狀態。
MOS主要損耗也對應這幾個狀態:開關損耗(開通過程和關斷過程),導通損耗,截止損耗(漏電流引起的,這個忽略不計),還有雪崩能量損耗。
只要把這些損耗控制在MOS承受規格之內,MOS即會正常工作,超出承受范圍,即發生損壞。而開關損耗往往大于導通狀態損耗,不同MOS這個差距可能很大。
Mos開關原理 :Mos是電壓驅動型器件,只要柵極和源級間給一個適當電壓,源級和漏級間通路就形成。這個電流通路的電阻被成為mos內阻,就是導通電阻。這個內阻大小基本決定了mos芯片能承受的最大導通電流(當然和其它因素有關,最有關的是熱阻),內阻越小承受電流越大(因為發熱小)。
靜電放電和高溫
靜電放電是指在MOS管與其他元件或人體之間發生的電荷交換現象,如果靜電放電能量過大,會導致MOS管的擊穿或損壞。
MOS管在高溫環境下工作時,將降低其電性能,進而引起燒壞。同時,高溫也會損壞MOS管的封裝材料,導致漏電等問題。
因此,要保證焊接點的質量和穩定性。避免出現虛焊、冷焊等現象。也要關注散熱問題,通過加裝散熱片、風扇等散熱裝置來降低高溫問題。
MOS管控制端柵極串聯電阻是否過大?
雖然MOS管屬于電壓控制型器件,但是該電阻不能省,串聯該電阻起到隔離保護作用。
若該電阻太大,因為MOS管會有結電容,管子太大充電速度慢,管子很長時間達不到飽和開通狀態,從而過熱燒毀。該電阻阻值一般10k以內即可。
若為正反轉控制電機驅動電路,如下圖4個二極管不能省,這4個二極管屬于電機線圈續流二極管,用于保護控制電路,若控制管使用的是MOS管,其內部一般會有寄生二極管,不需要外接。
MOS管體二極管的緩慢反向恢復
諸如特斯拉線圈之類的高 Q 諧振電路能夠在其電感和自電容中存儲大量能量。
在某些調諧條件下,當一個MOS管關閉而另一個器件打開時,這會導致電流“續流”通過 MOS管的內部體二極管。
這個原本不是什么問題,但當對面的MOS管試圖開啟時,內部體二極管的緩慢關斷(或反向恢復)就會出現問題。
與MOS管 自身的性能相比,MOS管 體二極管通常具有較長的反向恢復時間。如果一個 MOS管的體二極管在對立器件開啟時導通,則類似于上述擊穿情況發生“短路”。
這個問題通常可以通過在每個MOS管周圍添加兩個二極管來緩解。
首先,肖特基二極管與MOS管源極串聯,肖特基二極管可防止MOS管體二極管被續流電流正向偏置。其次,高速(快速恢復)二極管并聯到MOS管/肖特基對,以便續流電流完全繞過MOS管和肖特基二極管。
這確保了MOS管體二極管永遠不會被驅動導通,續流電流由快恢復二極管處理,快恢復二極管較少出現“擊穿”問題。
雪崩破壞
如果在漏極-源極間外加超出器件額定VDSS的電涌電壓,而且達到擊穿電壓V(BR)DSS (根據擊穿電流其值不同),并超出一定的能量后就發生破壞的現象。
在介質負載的開關運行斷開時產生的回掃電壓,或者由漏磁電感產生的尖峰電壓超出功率MOSFET的漏極額定耐壓并進入擊穿區而導致破壞的模式會引起雪崩破壞。
典型電路:
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