-.z......資料...PMOS開關管電路設計指南2013/7/18本文檔的目的1〕能夠根據本指南進展PMOS管開關電路設計更新說明序號修改項修改理由修改人修改日期1無首版2013/7/182目錄一、NMOS管等效電路3二、公司固定傳感器控制盒PMOS開關電路分析3PMOS開關管電路設計指南NMOS管等效電路B〕圖2NMOS管等效模型驅動G極時，因為輸入電容Ciss〔Cgd+Cgs〕的存在，要求電壓變化快，i=Cdu/dt，當G極電流大時，du/dt也大，增大開關速度。根據B圖，功率MOS管部存在等效三極管，當S接地，剛上電時，三極管會導通，且電流有可能過大，所以，最好D極有緩啟動電路保護。根據A圖，反向寄生二極管有可能被正向或反向擊穿。反向擊穿有可能因為D極局部，當電源開啟時會有沖擊電流，因為線上電感原因，U=Ldi/dt，導致U過大。正向擊穿，可能因為S極在關電時，因為線上電感原因，造成U過大；或者線上串入能量較大干擾電壓，導致寄生二極管正向通道電流過大，燒毀寄生二極管，從而造成MOS管失效。控制盒PMOS開關電路分析1、小電流切換電路B)圖35V激光器驅動電路和24VLED燈驅動電路1、電路A：1〕三極管集電極電阻過大，導致開關速度不高；考慮是激光器驅動電路，正好使用這個緩啟動功能。2〕MOS管損壞過，現象是能夠正常開啟MOS管，但不能完全關斷MOS管，疑心是MOS管寄生二極管損壞導致。解決方法，a〕更換Vds較大的MOS管〔IRLML5203，Vds最大30V，而6401的Vds最大12V〕b〕電源處增加緩啟動c〕D端增加5VTVSd〕在輸出端口增加電阻等措施e〕去掉輸出π型濾波電路上的并接反向二極管，如有可能，在輸出放置防反接二極管。2、電路B1〕24V驅動電路，導通時Vgs過大，影響PMOS管壽命解決方法：修改R13為10K，R11為20K，Vgs最大為-8V2〕電源上電有可能Vgs過大，在G、S極增加一個8V穩壓二極管保護3〕IRF9393的最大Vds約55V，更改為IRF6217，最大Vds變為150V4〕在D極增加24VTVS5〕在輸出端口增加電阻等措施6〕去掉輸出π型濾波電路上的并接反向二極管，如有可能，在輸出放置防反接二極管。圖4改良后的PMOS輸出接口電路電路圖3-B選型：濾波可以選擇簡單的高頻濾波，比方磁珠構成的π型濾波電路TVS選擇SD24C電阻選擇2.2ohm，0805封裝，當電流增大到20A，電阻壓降為44V，之后壓敏電阻導通，完成放浪涌。壓敏電阻選擇14K390〔片徑14mm，v1mA=39V〕。1N4004在150mA時，VF=0.8V，加上24V電源入口的1N4004，壓降1.6V左右。緩啟動電路如圖5圖5改良后的圖3-B電路說明：三極管OC電路局部，R4、C2構成低通濾波，延緩控制速度增加C1，上電時U1的G極高電平可以在R7之后再增加一個R〔10K〕和C〔1u〕，起到外部24V給電之后的防沖擊保護。這里的24V推薦是輸入濾波完成之后24V圖6PMOS管導通波形分析：電流Id160us從0上升到89mA，di/dt=556.25，假設線路L=1uH，電壓為0.55625mV，沒有影響。Vd上升和Id幾乎同步Vg從24V到18.8V，下降時間600us，期間Vd*Id=48mA*(24-5.5)V=約1W，MOS管瞬時功耗較大，按照1ms，能量為1mJ。此PMOS管最大功耗2.5W，Eas=15mJ。可以按照零極點分析方法，分析MOS管G、D極穩定性。在G極和S極之間增加