设计开关电源时，mos管驱动电路参数、要求

mos管因为内阻低，开发速度低被广泛应用于开关电路中。mos管往往根据电源IC和mos管的参数选择合适的驱动电路。

在使用mos管设计开关电源时，大多数人都会考虑mos管的导通电阻、最大电压和最大电流等参数。但就是这样，我们常常只考虑这些因素。这样设计的电路远不是一个好的电路。我们应该仔细看看它自有的寄生参数。

对于某个mos管，其驱动电路、峰值输出驱动电流、上升率等都会影响mos管的开关性能。

使用mos管设计驱动电路需要注意的参数

1、Id(Package Limited) ——封装的最大理论漏极电流

在设计电路的时候绝对不能超过此值，但并不意味着你实际上可以在该电流下驱动负载。在达到此规格之前，mos管总是会因热量而烧毁。

2、Vgs – 施加到栅极相对于源极的最大栅-源电压

不能超过这个值。举个例子，IRFS7530mos管的电压值是正负20V，我们使用12V的电压，就没有接近这个值。

3、Vdss – 另一个不言而喻的规格参数，最大漏-源电压

从漏极到源极的电压差不能超过datasheet上标注的参数值。

4、Rds(on) – 在给定栅极电压下，从漏极到源极的最大预期导通电阻。

例如IRFS7530mos管的最坏情况 Rds(on) 为 1m4。

下图显示了 mos管datasheet中常见的图表。

我们可以看到 Rds(on) 趋于平缓，其最小值高于 ~8V。这是非逻辑电平mos管所预期的，并且在 12V 驱动是可以接受的。

不同温度下的 Rds(on) 与 Vgs

5、RthetaJA(结到环境) -这是从芯片结到封装外部到环境空气的热阻。

在 PCB 上使用特定数量的铜来指定。

6、Qg——注入栅极以使 MOSFET 完全“导通”所需的总电荷，栅电荷

这考虑了栅源电荷、栅漏电荷以及任何其他内部寄生效应。这是用于计算mos管最大“理论”开关速度的最简单规格。

使用mos管设计驱动电路的要求

在选择电源IC和mos管时，选择合适的驱动电路将IC连接到mos管尤为重要。

一个好的MOSFET驱动电路有以下要求：

1、当开关管导通时，驱动电路应能提供足够大的充电电流，使mos的栅极和源极之间的电压迅速升高到所需值，保证不仅开关管能快速开启而且在上升沿也没有高频振荡。

2、在开关导通期间，驱动电路要保证mos管的栅源极间电压保持稳定可靠导通。

3、在关断的瞬间，驱动电路要提供一条阻抗尽可能低的通路，快速将MOSFET栅极和源极之间的电容电压放电，保证开关管能够快速关断。

4、电路结构要简单、高效、可靠。

5、相应地应用电气隔离。

没有电路中的mos管栅极电阻会怎么样?

由于mos管的栅极本质上是一个电容，那么在没有栅极电阻的情况下，将电压施加到栅极的瞬间会发生什么?电路会将栅极视为完全短路(技术上不正确，因为迹线和电线具有寄生电阻和电感，但足够接近。)

这会潜在一些问题，如果无法快速提供那么多电流，则该电流浪涌会破坏驱动电路。其次，由于寄生电感和栅极电容，栅极存在“振铃”的危险。这种振铃会迫使栅极在开/关状态之间振荡，或者更糟的是，过压并完全破坏mos管。

一个 100R 电阻控制栅极的充电速率。这限制了最大电流量

没有栅极电阻的另一个问题是寄生电阻成为栅极计算的重要部分。当使用上图所示 100R 栅极电阻时，几欧姆的寄生电阻不会对计算产生有意义的影响。

在切换大功率mos管或任何低速电路时，栅极电阻的确切值通常并不重要。通常使用 10R 或 100R 电阻，并在需要时在测试时对其进行调整。当开关速度接近几千赫兹时，对使用的最大栅极电阻进行一些计算变得很重要。

逻辑电平mos管电路基础

具有控制 LED 的 N 沟道mos管的基本 mos管 电路。

在下面的部分，主要讨论 N 沟道mos管。这些更容易驱动，是驱动大功率负载的最常见类型。

上图显示了最简单的mos管电路。R1 是栅极电阻，用于限制电流量并防止栅极上出现任何振铃。R2 是一个 10K 下拉电阻，确保mos管始终处于已知状态。

Q1 是逻辑电平 mos管，是控制 10 毫安指示 LED 的合适选择。由于 Q1 是逻辑电平mos管，CNTRL_MOSFET 可以来自标准微控制器的 I/O 线。

“普通”mos管电路

IRRFS753mos管 在 12V 下驱动 12A 电阻负载

驱动“普通”mos管微复杂一些，因为它们需要在栅极上至少有 10V 电压才能完全导通。

mos管驱动电路

12A 负载由IRFS7530切换，这是一个高功率 D2PAK mos管。由于 PWM 电阻器的速率非常低，因此 100R 电阻是一个有效的选择。

使用集成mos管低侧驱动器控制mos管

驱动功率 mos管的最简单(通常也是最好的)方法是使用专用的集成驱动器。

这些芯片使用内部逻辑电平mos管电路从微控制器获取逻辑电平输入并打开/关闭 mos管。

上图显示了一个基于NCP81074A的电路，是常使用的驱动程序之一，因为它有一个单独的源和接收引脚。

如果需要，这允许对开启和关闭时间的切换速度进行微调。根据栅极电阻器的不同，该芯片能够提供 10A 电流，以极快的速度为栅极充电，从而最大限度地减少功率损耗。

需要注意的一个重点是去耦电容 C1/C2。建议使用比datasheet标注中更大值的电容。由于驱动器需要提供大量电流来开启mos管，因此可用电容越大越好。

从引脚 U1.4/5 到 R1 再到 Q2.1 走线长度也应尽可能短，可以尽量减少会降低开关速度的寄生电感。

使用NPN晶体管从逻辑电平信号驱动mos管的代替方法

不在大功率mos管上使用专用栅极驱动器的唯一真正原因是尽量降低成本。

上图显示了一种更便宜的驱动 mos管的方法。不过只在绝对必要时推荐这种方法，因为专用栅极驱动器更容易实现，并且往往具有更好的性能。

审核编辑：汤梓红