LED恒流驅動器件MOSFET選擇

常用的是NMOS.原因是導通電阻小,應用較為廣泛,也符合LED驅動設計要求.所以開關電源和LED恒流驅動的應用中,一般都用NMOS.下面的介紹中,也多以NMOS為主.

　　功率MOSFET的開關特性:MOSFET功率場效應晶體管是用柵極電壓來控制漏極電流的,因此它的一個顯著特點是驅動電路簡單,驅動功耗小.其第二個顯著特點是開關速度快,工作頻率高,功率MOSFET的工作頻率在下降時間主要由輸入回路時間常數決定.

　　MOS管的三個管腳之間有寄生電容存在,由于制造工藝限制產生的.寄生電容的存在使得在設計或選擇驅動電路的時候要麻煩一些,但沒有辦法避免.MOSFET漏極和源極之間有一個寄生二極管.這個叫體二極管,在驅動感性負載,這個二極管很重要.體二極管只在單個的MOS管中存在,在集成電路芯片內部通常是沒有的.

　　MOS管是電壓驅動器件,基本不需要激勵級獲取能量,但是功率MOSFET和雙極型晶體管不同,它的柵極電容比較大,在導通之前要先對該電容充電,當電容電壓超過閾值電壓(VGS-TH)時MOSFET才開始導通.因此,柵極驅動器的負載能力必須足夠大,以保證在系統要求的時間內完成對等效柵極電容(CEI)的充電.

　　MOSFET的開關速度和其輸入電容的充放電有很大關系.使用者雖然無法降低Cin的值,但可以降低柵極驅動回路信號源內阻Rs的值,從而減小柵極回路的充放電時間常數,加快開關速度.一般IC驅動能力主要體現在這里,我們談選擇MOSFET是指外置MOSFET驅動恒流IC.內置MOSFET的IC當然不用我們再考慮了,一般大于1A電流會考慮外置MOSFET.為了獲得到更大、更靈活的LED功率能力,外置MOSFET是唯一的選擇方式,IC需要合適的驅動能力,MOSFET輸入電容是關鍵的參數!

　　下圖Cgd和Cgs是MOSFET等效結電容.

　　一般IC的PWM OUT輸出內部集成了限流電阻,具體數值大小同IC的峰值驅動輸出能力有關,可以近似認為R=Vcc/Ipeak.一般結合IC驅動能力 Rg選擇在10-20Ω左右.

　　一般的應用中IC的驅動可以直接驅動MOSFET,但是考慮到通常驅動走線不是直線,感量可能會更大,并且為了防止外部干擾,還是要使用Rg驅動電阻進行抑制.考慮到走線分布電容的影響,這個電阻要盡量靠近MOSFET的柵極.

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