Προστασία πηγής πύλης MOSFET

 

MOSFET Προστασία πηγής πύλης

Ο ίδιος ο σωλήνας Power MOS έχει πολλά πλεονεκτήματα, αλλά ο σωλήνας MOS έχει σχετικά εύθραυστη ικανότητα να αντέχει βραχυπρόθεσμα υπερφόρτωση, ειδικά σε εφαρμογές υψηλής συχνότητας. Επομένως, κατά την εφαρμογή σωλήνων Power MOS, πρέπει να σχεδιαστεί ένα εύλογο κύκλωμα προστασίας για να βελτιώσει την αξιοπιστία της συσκευής.

Το κύκλωμα προστασίας του σωλήνα Power MOS περιλαμβάνει κυρίως τις ακόλουθες πτυχές:

1) Αποτρέψτε την πύλη DI/DT να είναι πολύ υψηλή

Δεδομένου ότι το τσιπ του οδηγού χρησιμοποιείται, η σύνθετη αντίσταση εξόδου είναι χαμηλή. Η απευθείας οδήγηση του σωλήνα ισχύος θα προκαλέσει την ανάβλεψη και απενεργοποίηση του σωλήνα τροφοδοσίας που οδηγείται γρήγορα, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει ταλάντωση τάσης μεταξύ της αποστράγγισης και της πηγής του σωλήνα ισχύος ή μπορεί να προκαλέσει την υπερβολική τάση του σωλήνα ισχύος. DI/DT και προκαλεί παραπλανητική επικοινωνία. Προκειμένου να αποφευχθεί το παραπάνω φαινόμενο, μια αντίσταση συνδέεται συνήθως σε σειρά μεταξύ της εξόδου του οδηγού MOS και της πύλης του σωλήνα MOS. Το μέγεθος της αντίστασης είναι γενικά επιλεγμένο για να είναι δεκάδες ohms.

2) Αποτρέψτε την υπέρβαση μεταξύ πύλης και πηγής

Δεδομένου ότι η σύνθετη αντίσταση της πύλης και της πηγής είναι πολύ υψηλή, μια ξαφνική αλλαγή στην τάση μεταξύ της αποστράγγισης και της πηγής θα συνδυαστεί με την πύλη μέσω της χωρητικότητας μεταξύ των ηλεκτροδίων, με αποτέλεσμα μια πολύ υψηλή τάση ακίδας πύλης. Αυτή η τάση θα προκαλέσει ταυτόχρονα το στρώμα οξειδίου της λεπτής πύλης, είναι εύκολο για την πύλη να συσσωρεύσει φορτίο και να προκαλέσει τη διάσπαση του στρώματος οξειδίου της πύλης-πηγής. Ως εκ τούτου, ένας σωλήνας ρυθμιστή τάσης θα πρέπει να συνδέεται παράλληλα με την πύλη του σωλήνα MOS για να περιορίσει την τάση της πύλης κάτω από την τιμή ρυθμιστή τάσης του σωλήνα ρυθμιστή τάσης και να προστατεύσει τον σωλήνα MOS από την καταστροφή, η παράλληλη αντίσταση της πύλης του σωλήνα MOS είναι να απελευθερωθεί η συσσώρευση φορτίου πύλης.

3) Προστατέψτε από την υπέρβαση μεταξύ αποστράγγισης και πηγής

Παρόλο που η τάση διάσπασης της πηγής αποστράγγισης VDS είναι γενικά πολύ μεγάλη, εάν η πηγή αποστράγγισης δεν προστατεύεται από ένα κύκλωμα προστασίας, είναι επίσης πιθανό ότι μια ξαφνική αλλαγή στο στιγμιαίο ρεύμα της μεταγωγής της συσκευής θα παράγει τάση ακίδων αποστράγγισης, καταστρέφοντας έτσι τον σωλήνα MOS. Όσο ταχύτερα είναι οι διακόπτες σωλήνα ισχύος, τόσο πιο γρήγορα οι διακόπτες του σωλήνα ισχύος. , όσο υψηλότερη θα είναι η υπερβολή που δημιουργείται. Προκειμένου να αποφευχθεί η ζημιά των συσκευών, χρησιμοποιούνται συνήθως μέτρα προστασίας όπως σφιγκτήρες διόδων Zener και κυκλώματα RC Snubber.

Όταν το ρεύμα είναι πολύ μεγάλο ή εμφανίζεται βραχυκύκλωμα, το ρεύμα μεταξύ της αποστράγγισης και της πηγής του σωλήνα Power MOS θα αυξηθεί γρήγορα και θα υπερβεί την ονομαστική τιμή. Ο σωλήνας Power MOS πρέπει να απενεργοποιηθεί εντός του χρόνου που καθορίζεται από το όριο υπερέντασης, διαφορετικά η συσκευή θα καεί, επομένως προστίθεται ένα κύκλωμα προστασίας ρεύματος δειγματοληψίας στο κύριο. Όταν το ρεύμα φτάσει σε μια συγκεκριμένη τιμή, το κύκλωμα κίνησης είναι απενεργοποιημένο μέσω του κυκλώματος προστασίας για να προστατεύσει τον σωλήνα MOS.

Η παρακάτω εικόνα δείχνει το κύκλωμα προστασίας ενός σωλήνα MOS, από τον οποίο μπορούμε να δούμε καθαρά τη λειτουργία του κυκλώματος προστασίας.