MOSFET 드라이버 회로를 아시나요?

MOSFET 드라이버 회로는 MOSFET이 적절하고 안정적으로 작동할 수 있도록 충분한 구동 기능을 제공하는 전력 전자 장치 및 회로 설계의 중요한 부분입니다. 다음은 MOSFET 드라이버 회로에 대한 자세한 분석입니다.

I. 구동회로의 역할

충분한 드라이브 용량 제공:구동 신호는 컨트롤러(예: DSP, 마이크로컨트롤러)에서 제공되는 경우가 많기 때문에 구동 전압과 전류는 MOSFET을 직접 켜는 데 충분하지 않을 수 있으므로 구동 성능을 일치시키는 구동 회로가 필요합니다.

양호한 스위칭 조건을 보장하십시오:드라이버 회로는 EMI 문제와 과도한 스위칭 손실을 방지하기 위해 스위칭 중에 MOSFET이 너무 빠르거나 너무 느리지 않도록 해야 합니다.

장치의 신뢰성을 보장하십시오:스위칭 장치의 기생 매개변수로 인해 전도 또는 끄기 중에 전압-전류 스파이크가 생성될 수 있으며 드라이버 회로는 회로와 장치를 보호하기 위해 이러한 스파이크를 억제해야 합니다.

II. 구동 회로의 종류

비절연 드라이버

다이렉트 드라이브:MOSFET을 구동하는 가장 간단한 방법은 구동 신호를 MOSFET의 게이트에 직접 연결하는 것입니다. 이 방법은 구동 능력이 충분하고 격리 요구 사항이 높지 않은 경우에 적합합니다.

부트스트랩 회로:커패시터 전압이 갑자기 변경될 수 없다는 원리를 이용하여 MOSFET의 스위칭 상태가 변경되면 전압이 자동으로 상승하여 고전압 MOSFET을 구동합니다. 이 접근 방식은 MOSFET이 공통 접지를 공유할 수 없는 경우에 일반적으로 사용됩니다. BUCK 회로와 같은 드라이버 IC.

격리된 드라이버

광커플러 절연:주 회로에서 구동 신호의 분리는 광커플러를 통해 이루어집니다. 광커플러는 전기적 절연과 강력한 간섭 방지 능력의 장점을 가지고 있지만, 주파수 응답이 제한될 수 있으며 가혹한 조건에서는 수명과 신뢰성이 저하될 수 있습니다.

변압기 절연:주 회로에서 구동 신호를 분리하기 위해 변압기를 사용합니다. 변압기 절연은 우수한 고주파 응답, 높은 절연 전압 등의 장점이 있지만 설계가 상대적으로 복잡하고 기생 매개변수에 취약합니다.

셋째, 구동회로 설계 포인트

드라이브 전압:MOSFET이 안정적으로 작동할 수 있도록 하려면 구동 전압이 MOSFET의 임계값 전압보다 높아야 합니다. 동시에 MOSFET 손상을 방지하려면 구동 전압이 너무 높아서는 안 됩니다.

드라이브 전류:MOSFET은 전압 구동 장치이고 연속 구동 전류가 많이 필요하지 않지만 특정 스위칭 속도를 보장하려면 피크 전류가 보장되어야 합니다. 따라서 드라이버 회로는 충분한 피크 전류를 제공할 수 있어야 합니다.

드라이브 저항기:구동 저항은 스위칭 속도를 제어하고 전류 스파이크를 억제하는 데 사용됩니다. 저항 값의 선택은 특정 회로와 MOSFET의 특성을 기반으로 해야 합니다. 일반적으로 저항 값은 구동 효과와 회로 성능에 영향을 미치지 않도록 너무 크거나 작아서는 안됩니다.

PCB 레이아웃:PCB 레이아웃 시 드라이버 회로와 MOSFET 게이트 사이의 정렬 길이를 최대한 줄여야 하며, 정렬 폭을 늘려 기생 인덕턴스와 저항이 구동 효과에 미치는 영향을 줄여야 합니다. 동시에 구동 저항과 같은 주요 부품은 MOSFET 게이트에 더 가깝게 배치해야 합니다.

IV. 응용 사례

MOSFET 드라이버 회로는 스위칭 전원 공급 장치, 인버터 및 모터 드라이브와 같은 다양한 전력 전자 장치 및 회로에 널리 사용됩니다. 이러한 애플리케이션에서 드라이버 회로의 설계 및 최적화는 장치의 성능과 신뢰성을 향상시키는 데 중요합니다.

정리하면, MOSFET 구동회로는 전력전자 및 회로설계에 없어서는 안 될 부분이다. 드라이버 회로를 합리적으로 설계함으로써 MOSFET이 정상적으로 안정적으로 작동하도록 보장하여 전체 회로의 성능과 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다.