mos驱动芯片的作用 mos驱动器是干嘛的

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简介在电机驱动系统中，栅极驱动器或“预驱动器” IC常与N沟道功率MOSFET一起使用，以提供驱动电机所需的大电流。在选择驱动器IC、MOSFET以及某些情况下用到的相关无源元件时，有很多需要考量的设计因素。如果对这个过程了解不透彻，将导致实现方式的差强人意。
本文将介绍一些简单的方法来为预驱动器/功率MOSFET电路选择组件，并讨论由此得到的系统性能。
从电机开始为直流电机（无论是有刷电机，还是三相无刷电机）设计驱动器，应从电机入手。电机的特性将决定驱动器的设计细节，而其中两个主要因素就是电机的工作电压和电流要求。
这两个参数看似简单，实则不然。一般情况下，电机具有给定的额定电压和额定电流，但在实际工作中，其值可能与额定值不同。电机实际速度取决于所施加的电压，电机所需的电流取决于所施加的扭矩。因此，驱动器设计不一定需要完全满足电机规格。
电机数据手册中通常会给出速度常数和扭矩常数，这两个参数可用于估算特定应用所需的电压和电流。驱动器的供电电压必须至少与电机获得所需速度需要的电压一样高，但是电源电压通常取决于系统的可用电压。而最大电流需求则通常由电机启动机械负载所需的扭矩来决定。
选择MOSFET确保所选功率MOSFET的额定值至少等于电机所需的电源电压和最大电流。当然，最好还留有一定裕量。
通常情况下，MOSFET的漏源电压额定值（VDS）应至少比电源电压高20％。在某些情况下，尤其是在电流大、扭矩步长大、电源控制不良的系统中，所需裕量可能需要高达电源电压的两倍。
因此，MOSFET的额定电流必须足够高，才能提供电机所需的峰值电流。但散热又是个不得不考量的大问题。MOSFET耗散功率并在漏源电阻RDS(ON)中产生热量。包括环境温度和MOSFET散热在内的热条件决定了可以耗散的功率。而最大允许功耗最终决定了如何选择基于。RDS(ON)值的MOSFET.
8一旦确定了必要的额定电压和RDS(ON)，剩下最重要就是考虑总栅极电荷(QG)了。栅极电荷用于度量导通和关断MOSFET所需的电荷量。(QG)较低的MOSFET更易于驱动。与具有较高(QG)的MOSFET相比，它可以以较低的栅极驱动电流进行更快的切换。
栅极驱动电流和上升/下降时间功率MOSFET的栅极可以看作是栅极和源极端子之间的非线性电容。尽管栅极不传导直流电流，也需要电流来对栅极电容充电和放电，以导通和关断MOSFET 。提供给栅极的电流量决定了完全导通MOSFET所需的时间。相反，栅极的拉电流量则决定了MOSFET关断需要的时间。
要了解驱动栅极所需的条件，首先要知道MOSFET的切换速度。低开关损耗需要快速的上升和下降时间，而低EMI需要缓慢的上升和下降时间，设计师必须在二者之间做出权衡。此外，PWM频率以及所需的最小和最大占空比也给切换速度增加了一层限制。例如，在20kHz PWM频率下，1％占空比需要产生500ns长的脉冲，这需要几百纳秒或更短的上升和下降时间。
当所需的上升/下降时间确定之后，再来计算必要的栅极驱动电流。我们可以用(QG) / t来估算栅极驱动电流，其中(QG) 是总栅极电荷，t是所需的上升/下降时间。
注意，这个电流是在整个上升/下降时间内所需的驱动电流量。实际中的栅极驱动电流在这段时间内通常会有所变化，因为大多数栅极驱动器都不是恒流驱动器。
如果为栅极提供恒定电流，则栅极上的电压不是线性斜率变化-它在MOSFET切换期间会有一段平稳状态（见图1）。这被称为“米勒高原”，它是由栅漏电容引起的。在漏极转换期间，栅漏电容需要电流充电，造成栅源电容的充电速度变慢。

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