هل تعرف دائرة السائق MOSFET？

تعد دائرة تشغيل MOSFET جزءًا مهمًا من إلكترونيات الطاقة وتصميم الدوائر، وهي المسؤولة عن توفير قدرة القيادة الكافية لضمان عمل MOSFET بشكل صحيح وموثوق. فيما يلي تحليل مفصل لدوائر تشغيل MOSFET:

I. دور دائرة القيادة

توفير سعة محرك كافية:نظرًا لأن إشارة المحرك غالبًا ما يتم الحصول عليها من وحدة التحكم (على سبيل المثال DSP أو وحدة التحكم الدقيقة)، فقد لا يكون جهد المحرك والتيار كافيين لتشغيل MOSFET مباشرة، لذلك يلزم وجود دائرة محرك لتتناسب مع قدرة المحرك.

ضمان ظروف التبديل الجيدة:تحتاج دائرة التشغيل إلى التأكد من أن الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) ليست سريعة جدًا ولا بطيئة جدًا أثناء التبديل لتجنب مشكلات EMI وخسائر التبديل المفرطة.

التأكد من موثوقية الجهاز:نظرًا لوجود معلمات طفيلية لجهاز التبديل، قد يتم إنشاء ارتفاعات في الجهد الكهربي أثناء التوصيل أو إيقاف التشغيل، وتحتاج دائرة التشغيل إلى قمع هذه الارتفاعات لحماية الدائرة والجهاز.

ثانيا. أنواع دوائر القيادة

 

سائق غير معزول

محرك المباشر:إن أبسط طريقة لتشغيل MOSFET هي توصيل إشارة المحرك مباشرةً ببوابة MOSFET. هذه الطريقة مناسبة للمناسبات التي تكون فيها القدرة على القيادة كافية ومتطلبات العزل ليست عالية.

حلبة التمهيد:باستخدام مبدأ عدم إمكانية تغيير جهد المكثف بشكل مفاجئ، يتم رفع الجهد تلقائيًا عندما يغير MOSFET حالة التحويل الخاصة به، وبالتالي تشغيل MOSFET عالي الجهد. يُستخدم هذا النهج بشكل شائع في الحالات التي لا يستطيع فيها MOSFET مشاركة أرضية مشتركة مع برنامج تشغيل IC، مثل دوائر BUCK.

سائق معزول

عزل Optocoupler:يتم تحقيق عزل إشارة المحرك عن الدائرة الرئيسية من خلال أجهزة optocouplers. تتمتع Optocoupler بمزايا العزل الكهربائي والقدرة القوية على مقاومة التداخل، ولكن قد تكون استجابة التردد محدودة، وقد ينخفض ​​العمر والموثوقية في ظل الظروف القاسية.

عزل المحولات:استخدام المحولات لتحقيق عزل إشارة القيادة عن الدائرة الرئيسية. تتميز عزلة المحولات بمزايا الاستجابة الجيدة للتردد العالي، وجهد العزل العالي، وما إلى ذلك، ولكن التصميم معقد نسبيًا وعرضة للمعلمات الطفيلية.

ثالثا، تصميم نقاط دائرة القيادة

محرك الجهد:يجب التأكد من أن جهد المحرك أعلى من جهد عتبة MOSFET للتأكد من أن MOSFET يمكن أن يعمل بشكل موثوق. وفي الوقت نفسه، يجب ألا يكون جهد المحرك مرتفعًا جدًا لتجنب إتلاف MOSFET.

محرك الأقراص الحالي:على الرغم من أن الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) عبارة عن أجهزة تعمل بالجهد ولا تتطلب الكثير من تيار التشغيل المستمر، إلا أنه يجب ضمان ذروة التيار من أجل ضمان سرعة تحويل معينة. لذلك، يجب أن تكون دائرة التشغيل قادرة على توفير تيار ذروة كافٍ.

محرك المقاوم:يتم استخدام مقاوم المحرك للتحكم في سرعة التبديل وقمع المسامير الحالية. يجب أن يعتمد اختيار قيمة المقاوم على الدائرة المحددة وخصائص MOSFET. بشكل عام، لا ينبغي أن تكون قيمة المقاوم كبيرة جدًا أو صغيرة جدًا لتجنب التأثير على تأثير القيادة وأداء الدائرة.

تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور:أثناء تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور، يجب تقصير طول المحاذاة بين دائرة التشغيل وبوابة MOSFET قدر الإمكان، ويجب زيادة عرض المحاذاة لتقليل تأثير الحث الطفيلي والمقاومة على تأثير القيادة. وفي الوقت نفسه، يجب وضع المكونات الرئيسية مثل مقاومات القيادة بالقرب من بوابة MOSFET.

رابعا. أمثلة على التطبيقات

تُستخدم دوائر تشغيل MOSFET على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من أجهزة ودوائر الطاقة الإلكترونية، مثل تبديل مصادر الطاقة، والعاكسات، ومحركات المحركات. في هذه التطبيقات، يعد تصميم دوائر التشغيل وتحسينها أمرًا بالغ الأهمية لتحسين أداء الأجهزة وموثوقيتها.

باختصار، تعد دائرة القيادة MOSFET جزءًا لا غنى عنه في إلكترونيات الطاقة وتصميم الدوائر. من خلال تصميم دائرة التشغيل بشكل معقول، يمكن التأكد من أن MOSFET يعمل بشكل طبيعي وموثوق، وبالتالي تحسين أداء وموثوقية الدائرة بأكملها.