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【驱动篇】PMOS管应用——工程师原创应用笔记
发布时间:2020-10-28 阅读量:1154 来源:我爱方案网 作者:刘工程师

【编者按】本文从PMOS管应用进行讲解,通过原理介绍、寄生参数,选型再结合项目实战的详细过程,剖析NMOS管在实战中的作用,让工程师学到更多的NMOS管知识。


一、原理介绍

   

 1.png

 

如上图,PMOS管是压控型器件,|Vgs|电压大于|Vth|电压时,内部沟道在场强的作用下导通,|Vgs|电压小于|Vth|电压时,内部沟道截止;

|Vgs|电压越高,内部场强越大,导通程度越高,导通电阻Ron越小,注意,|Vgs|电压不能超过芯片允许的极限电压;

 

说明:PMOS管一般作为高端驱动器件,源级S接电源正极。


二、寄生参数


1、寄生二极管


使用时,要特别注意内部寄生二极管,如果接反,将导致无法关闭PMOS管;另外,某些场合可以巧用寄生二极管,比如做防反接使用时,详情请阅读后面的内容。


2、寄生电容


使用时,要特别注意GS管脚的寄生电容Cgs,控制PMOS管的导通与截止,本质上是控制Cgs电容的充放电;

如果要求PMOS快速导通与截止,此时需要驱动源能够提供足够大的驱动电流,以提供Cgs电容的瞬间充放电;

如果仅仅作为开关使用,可以串电阻,以减小Cgs的充放电电流,此时,对驱动源的要求就不高,单片机的IO口(推挽输出时,可以提供20mA的驱动电流)可以直接驱动。

 

三、选型


1、常用型号:AO3401A,AO3415A,AOD403等,型号很多,可以根据需求合理选择;


2、选型依据

①、Ids电流,导通电阻Ron越小,允许的Ids越大;

②、开关速率,详看手册的打开、保持、关闭时间;

③、Vgs开启电压,驱动电压,极限电压;

④、Vds极限电压;

⑤、封装尺寸;

 

四、项目实战


1、防反接

   

3.png

 

设计说明:


1、巧妙利用内部寄生二极管。上电时,通过内部寄生二极管,|Vgs|电压大于|Vth|电压,PMOS管完全导通;

2、R29,R31:电阻分压,调整|Vgs|电压,|Vgs|电压尽量大,这样,Ron越小,压降越小,损耗越低;

3、D5、稳压二极管,防止|Vgs|电压超过极限电压。

 

2、高端开关


4.png

 

设计说明:

1、如果VIN电压小于单片机IO口电压,可以去掉U6,直接控制U5;

2、R10,R12:电阻分压,调整Vgs电压,|Vgs|电压尽量大,这样,Ron越小,压降越小,损耗越低;

3、R12同时起到限流作用,U6导通时,Cgs寄生电容通过R12充电,避免过大的充电电流流过U6,出现大批量生产时,MOS管被击穿的现象;

4、R16同样起到限流作用,单片机输出低电平时,Cgs寄生电容通过R16放电,避免过大的放电电流流过单片机的IO口,出现大批量生产时,单片机IO口被击穿的现象;

5、F2是PTC可恢复保险丝,起到限流、短路保护的作用。

 

五、小结


PMOS管是驱动电路常用的器件,使用时根据需求合理选择型号,应用时注意内部寄生参数,极限参数,提高产品的可靠性。 

PMOS管涉及的知识点很多,本文只是简要的介绍了下,仅仅起到抛砖引玉的作用,日后设计过程中,需要不断的总结经验,沟通交流,以达到真正的理解,灵活运用。


作者介绍:刘工程师(笔名),在软硬件技术上有10年的经验,在单片机的经验更是突出,解决过多个单片机难题,可接单片机和软件开发等项目。目前在开讲单片机的教学,教程会在我爱方案网更新,敬请期待!公众号【硬件家园 】



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