開關電源概述
開關模式電源(Switch Mode Power Supply,簡稱SMPS),又稱交換式電源、開關變換器,是一種高頻化電能轉換裝置,是電源供應器的一種。其功能是將一個位準的電壓,透過不同形式的架構轉換為用戶端所需求的電壓或電流。開關電源的輸入多半是交流電源(例如市電)或是直流電源,而輸出多半是需要直流電源的設備,例如個人電腦,而開關電源就進行兩者之間電壓及電流的轉換。
開關電源mos管型號表大全
以下是烜芯半導體開關電源mos管型號表大全:
Part Number |
ID(A) |
BVDSS(v) |
Typical RDS(ON)@60% ID(Ω) |
MAX RDS(ON)@60% ID(Ω) |
ciss |
Package |
pF |
||||||
4360A |
4 |
600 |
1.9 |
2.3 |
511 |
TO-252、220F、262 |
4365A |
4 |
650 |
2 |
2.5 |
523 |
TO-252、TO-220F |
4750S |
9 |
500 |
0.7 |
0.9 |
960 |
TO-252 |
6165A |
10 |
650 |
0.6 |
0.9 |
1554 |
TO-220F |
4665B |
7 |
650 |
1.1 |
1.4 |
1048 |
TO-252 |
4665A |
7.5 |
650 |
1.1 |
1.4 |
970 |
TO-220F |
12N60H |
12 |
600 |
0.53 |
0.65 |
1850 |
TO-220、220F |
KNX4660A |
7 |
600 |
1 |
1.25 |
1120 |
TO-220F、262、263、220 |
6650A |
15 |
500 |
0.33 |
0.45 |
2148 |
TO-220F |
18N50H |
18 |
500 |
0.25 |
0.32 |
2500 |
TO-220F、3P、247 |
20N50H |
20 |
500 |
0.21 |
0.26 |
2700 |
TO-220F、3P、247 |
7650A |
25 |
500 |
0.17 |
0.21 |
4280 |
TO-220F |
在使用MOSFET設計開關電源時,大部分人都會考慮MOSFET的導通電阻、最大電壓、最大電流。但很多時候也僅僅考慮了這些因素,這樣的電路也許可以正常工作,但并不是一個好的設計方案。更細致的,MOSFET還應考慮本身寄生的參數。對一個確定的MOSFET,其驅動電路,驅動腳輸出的峰值電流,上升速率等,都會影響MOSFET的開關性能。
當電源IC與MOS管選定之后, 選擇合適的驅動電路來連接電源IC與MOS管就顯得尤其重要了。
一個好的MOSFET驅動電路有以下幾點要求:
(1)開關管開通瞬時,驅動電路應能提供足夠大的充電電流使MOSFET柵源極間電壓迅速上升到所需值,保證開關管能快速開通且不存在上升沿的高頻振蕩。
(2)開關導通期間驅動電路能保證MOSFET柵源極間電壓保持穩定且可靠導通。
(3)關斷瞬間驅動電路能提供一個盡可能低阻抗的通路供MOSFET柵源極間電容電壓的快速泄放,保證開關管能快速關斷。
(4)驅動電路結構簡單可靠、損耗小。
(5)根據情況施加隔離。
(一)電源IC直接驅動MOSFET
開關電源mos管型號
圖1 IC直接驅動MOSFET
電源IC直接驅動是我們最常用的驅動方式,同時也是最簡單的驅動方式,使用這種驅動方式,應該注意幾個參數以及這些參數的影響。第一,查看一下電源IC手冊,其最大驅動峰值電流,因為不同芯片,驅動能力很多時候是不一樣的。第二,了解一下MOSFET的寄生電容,如圖 1中C1、C2的值。如果C1、C2的值比較大,MOS管導通的需要的能量就比較大,如果電源IC沒有比較大的驅動峰值電流,那么管子導通的速度就比較慢。如果驅動能力不足,上升沿可能出現高頻振蕩,即使把圖 1中Rg減小,也不能解決問題! IC驅動能力、MOS寄生電容大小、MOS管開關速度等因素,都影響驅動電阻阻值的選擇,所以Rg并不能無限減小。
(二)電源IC驅動能力不足時
如果選擇MOS管寄生電容比較大,電源IC內部的驅動能力又不足時,需要在驅動電路上增強驅動能力,常使用圖騰柱電路增加電源IC驅動能力,其電路如下圖虛線框所示。
開關電源mos管型號
圖2 圖騰柱驅動MOS
這種驅動電路作用在于,提升電流提供能力,迅速完成對于柵極輸入電容電荷的充電過程。這種拓撲增加了導通所需要的時間,但是減少了關斷時間,開關管能快速開通且避免上升沿的高頻振蕩。
(三)驅動電路加速MOS管關斷時間
開關電源mos管型號
圖3 加速MOS關斷
關斷瞬間驅動電路能提供一個盡可能低阻抗的通路供MOSFET柵源極間電容電壓快速泄放,保證開關管能快速關斷。為使柵源極間電容電壓的快速泄放,常在驅動電阻上并聯一個電阻和一個二極管,如圖2所示,其中D1常用的是快恢復二極管。這使關斷時間減小,同時減小關斷時的損耗。Rg2是防止關斷的時電流過大,把電源IC給燒掉。
開關電源mos管型號
圖4 改進型加速MOS關斷
在第二點介紹的圖騰柱電路也有加快關斷作用。當電源IC的驅動能力足夠時,對圖 2中電路改進可以加速MOS管關斷時間,得到如圖 4所示電路。用三極管來泄放柵源極間電容電壓是比較常見的。如果Q1的發射極沒有電阻,當PNP三極管導通時,柵源極間電容短接,達到最短時間內把電荷放完,最大限度減小關斷時的交叉損耗。與圖 3拓撲相比較,還有一個好處,就是柵源極間電容上的電荷泄放時電流不經過電源IC,提高了可靠性。
(四)驅動電路加速MOS管關斷時間
開關電源mos管型號
圖5 隔離驅動
為了滿足如圖所示高端MOS管的驅動,經常會采用變壓器驅動,有時為了滿足安全隔離也使用變壓器驅動。其中R1目的是抑制PCB板上寄生的電感與C1形成LC振蕩,C1的目的是隔開直流,通過交流,同時也能防止磁芯飽和。
(五)當源極輸出為高電壓時的驅動
當源極輸出為高電壓的情況時,我們需要采用偏置電路達到電路工作的目的,既我們以源極為參考點,搭建偏置電路,驅動電壓在兩個電壓之間波動,驅動電壓偏差由低電壓提供,如下圖
開關電源mos管型號
圖6 源極輸出為高電壓時的驅動電路
除了以上驅動電路之外,還有很多其它形式的驅動電路。對于各種各樣的驅動電路并沒有一種驅動電路是最好的,只有結合具體應用,選擇最合適的驅動。
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