針對(duì)應(yīng)用選擇正確的MOSFET驅(qū)動(dòng)器

當(dāng)式(4)表示一個(gè)R-C時(shí)間常數(shù)時(shí)，采用TC為3意味著充電后，電容充電量達(dá)到充電電壓的95%。在柵極電壓達(dá)到6V時(shí)，大多數(shù)的MOSFET完全處于“開”的狀態(tài)。基于此，TC值為1時(shí)（即充電量達(dá)到充電電壓的63%時(shí)）可能就滿足應(yīng)用需求了，并且允許使用額定電流更低的驅(qū)動(dòng)器IC。
　　
電機(jī)控制應(yīng)用中的MOSFET驅(qū)動(dòng)器選擇
讓我們來設(shè)計(jì)一個(gè)示例，即為電機(jī)控制應(yīng)用選擇一個(gè)MOSFET驅(qū)動(dòng)器，在電機(jī)控制應(yīng)用中，電機(jī)的速度和旋轉(zhuǎn)方向是變化的。該應(yīng)用要求用于電機(jī)的電壓是可調(diào)的。通常，電機(jī)類型、功率開關(guān)拓?fù)浜凸β书_關(guān)元件將指定必需的柵極驅(qū)動(dòng)電路以實(shí)現(xiàn)這種要求。

第一步是為該應(yīng)用選擇正確的功率開關(guān)元件，它由被驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率來決定。一個(gè)需要考慮的重要參數(shù)是啟動(dòng)電流值，它的值最高可以達(dá)到穩(wěn)態(tài)工作電流值的3倍。

在電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中，主要有兩種功率開關(guān)元件可供選擇――MOSFET和IGBT。如果選擇MOSFET，那么就可以得出柵極驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中MOSFET驅(qū)動(dòng)器的額定功率。

如圖1所示，器件的輸入級(jí)把輸入的低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓覆蓋全范圍（GND到Vdd）的信號(hào)。MOSFET Q1和Q2代表的是MOSFET驅(qū)動(dòng)器的上拉和下拉輸出驅(qū)動(dòng)器級(jí)。將MOSFET驅(qū)動(dòng)器的輸出級(jí)看作MOSFET的一個(gè)推挽對(duì)，就容易理解它是如何工作的。

圖1 MOSFET驅(qū)動(dòng)器示例的電路框圖

對(duì)于同相驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)輸入信號(hào)變?yōu)楦邞B(tài)時(shí)，Q1和Q2共同的柵極信號(hào)被拉低。該柵極節(jié)點(diǎn)的電壓從Vdd轉(zhuǎn)變到GND所需的時(shí)間通常少于10ns。這種快速轉(zhuǎn)變抑制了在Q1和Q2之間產(chǎn)生交越導(dǎo)通的時(shí)間，并且使Q1迅速地達(dá)到其完全增強(qiáng)態(tài)，以盡快實(shí)現(xiàn)峰值電流。除圖1的示例外，還有其他的MOSFET驅(qū)動(dòng)器電路結(jié)構(gòu)。

當(dāng)電機(jī)被驅(qū)動(dòng)時(shí)，功率開關(guān)元件和柵極驅(qū)動(dòng)電路是已知的，可以根據(jù)上面的公式(4)或公式(5)來選擇MOSFET。

使用電子數(shù)據(jù)表選擇MOSFET驅(qū)動(dòng)器
當(dāng)選定MOSFET后，可以使用由供應(yīng)商提供的電子數(shù)據(jù)表來選擇一個(gè)合適的MOSFET驅(qū)動(dòng)器，這種便于使用的工具能快速地確定MOSFET驅(qū)動(dòng)器所需峰值電流。

首先，選擇一個(gè)MOSFET，并將它的數(shù)據(jù)手冊(cè)放在手邊。現(xiàn)在，在正確的框中填入輸入條件的值，例如MOSFET的源漏電壓（Vds）、MOSFET的柵源電壓（Vgs）、MOSFET驅(qū)動(dòng)器電壓（Vdd）、開關(guān)頻率、占空比、預(yù)估的上升時(shí)間（tr）和柵極總電荷（QG）。于是就能計(jì)算出MOSFET驅(qū)動(dòng)器的峰值輸出電流IPK。根據(jù)IPK的值就能確定合適的、具有成本效益的MOSFET驅(qū)動(dòng)器。選定MOSFET驅(qū)動(dòng)器后，工具能夠計(jì)算出器件的功耗和允許的最大工作環(huán)境溫度，此處假定熱損耗不計(jì)。