mos管的驅動電阻,mos管驅動電阻計算-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2024-10-15
驅動電阻的作用
提供阻尼：在MOSFET開通瞬間，驅動電阻通過提供足夠的阻尼來阻尼驅動電流的震蕩，確保MOSFET能夠平穩地開通。
防止誤開通：在MOSFET關斷時，驅動電阻能夠限制由于dV/dt產生的電流，防止MOSFET因誤開通而損壞。
在MOSFET的柵極上串聯一個Rg電阻或將它接在MOSFET的柵極與驅動電路之間這是常見的做法。 能夠衰減柵極上出現的振蕩， 但降低了轉換器的效率。
一般，驅動頻率越高，閾值電壓降低，對效率要求越高，Rg需要減小。
等效驅動電路：
L為PCB走線電感，一般直走線為1nH/mm，考慮雜七雜八的因素，取L = Length+10（nH），其中Length單位取mm。Rg為柵極驅動電阻，設驅動信號是12V峰值的方波，Cgs為MOSFET柵源極電容，不同管子及不同的驅動電壓會不一樣，取1nF。
則：VL+VRg+VCgs=12V
Rg的最小驅動電阻計算
由圖可以看出，Rg較小時驅動電壓上沖會比較高，震蕩會比較多，L越大越明顯，此時會對MOSFET及其他器件性能產生影響，但是阻值過大時驅動波形上升較慢，當MOSFET有較大電流通過時會有不利影響。
當L比較小時，此時驅動電流的峰值比較大，而一般IC的驅動電流輸出能力都是有一定限制的，當實際驅動電流達到IC輸出的最大值時，此時IC輸出相當于一個恒流源，對Cgs線性充電，驅動電壓波形的上升率會變慢。電流曲線就可能如下圖所示，這樣可能對IC的可靠性產生影響，電壓波形上升可能會產生一個小的臺階或毛刺。
一般IC的PWM OUT 輸出如下圖所示，內部集成了限流電阻Rsource和Rsink，通常Rsource>Rsink，具體數值大小同IC的峰值驅動輸出能力有關，可以近似認為R=Vcc/Ipeak。一般IC的驅動輸出能力在0，5A，因此Rsource在20歐姆左右。
由前面的電壓電流曲線可以看到一般的應用中IC的驅動可以直接驅動MOSFET，但實際驅動走線不是直線，感量會更大，并且為了防止外部干擾，還是要使用Rg驅動電阻進行抑制，考慮到走線分布電容的影響，這個電阻要盡量靠近MOSFET的柵極。
L對上升時間影響較小，Rg影響較大，上升時間可以用2xRgxCgs，通常上升時間小于導通時間的二十分之一時，MOSFET的開關導通損耗不至于會太大造成發熱問題，因此當MSFET的最小導通時間確定后，Rg最大值就確定了，一般Rg在取值范圍內越小越好。
1.驅動電阻下限值的計算
計算原則：驅動電阻必須在驅動回路中提供足夠的阻尼，來阻尼MOSFET開通瞬間驅動電流的震蕩。
計算步驟：確定MOSFET的寄生電容Cgs（一般可在MOSFET的數據手冊中查到）。
估算驅動回路的感抗Lk（包含MOSFET引腳、PCB走線、驅動芯片引腳等的感抗，一般在幾十nH左右）。
根據LC振蕩電路的特性，通過公式計算出驅動電阻Rg的下限值。通常，需要保證系統處于過阻尼狀態，即阻尼比大于1。
注意：實際設計時，一般先根據公式計算出Rg下限值的大致范圍，然后再通過實驗，以驅動電流不發生震蕩作為臨界條件，得出Rg的下限值。
2.驅動電阻上限值的計算
計算原則：防止MOSFET關斷時產生很大的dV/dt，使得MOSFET再次誤開通。
計算步驟：確定MOSFET的寄生電容Cgd和門檻電壓Vth（均可在數據手冊中查到）。
估算MOSFET關斷時漏源級電壓的上升時間（該時間一般也在數據手冊中可查）。
根據公式i=CdV/dt計算出在Cgd上產生的電流igd。
再根據公式Vgoff=IgdxRg計算出在GS間產生的電壓，確保該電壓不高于MOSFET的門檻電壓Vth。
注意：通過以上步驟，可以計算出驅動電阻Rg的上限值。在實際應用中，還需要考慮其他因素，如開關損耗、EMI等，來進一步優化阻值的選取。
MOS管的驅動電阻一般為幾十歐姆。對于不同規格的MOS管，驅動電阻的選擇有所不同。一般來說，高壓小電流的MOS管，GS柵極驅動電阻一般取100Ω-500Ω；低壓大電流的MOS管，GS柵極驅動電阻一般取10Ω~100Ω，其中20Ω和30Ω是比較常見的取值。
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