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5v单片机驱动mos管电路
单片机驱动mos管电路图

在了解5V单片机驱动mos管(guan)电路之前，先了解一下单片机驱(qu)动mos管电(dian)路图(tu)及(ji)原(yuan)理，单(dan)片机驱(qu)动mos管电(dian)(dian)路主(zhu)要(yao)(yao)根据MOS管要(yao)(yao)驱(qu)动什么东西， 要(yao)(yao)只是一(yi)个继电(dian)(dian)器之类的(de)(de)小负(fu)载(zai)(zai)的(de)(de)话直接用51的(de)(de)引脚(jiao)驱(qu)动就可以，要(yao)(yao)注(zhu)意电(dian)(dian)感类负(fu)载(zai)(zai)要(yao)(yao)加保护二极管和吸收缓冲，最好用N沟道(dao)的(de)(de)MOS。

如果驱(qu)(qu)(qu)动(dong)(dong)(dong)的(de)(de)东西（功(gong)率）很大(da)(da)，（大(da)(da)电(dian)(dian)(dian)流(liu)、大(da)(da)电(dian)(dian)(dian)压的(de)(de)场(chang)合），最(zui)好(hao)要(yao)做(zuo)电(dian)(dian)(dian)气隔离(li)、过(guo)流(liu)超压保(bao)护、温度保(bao)护等(deng)~~  此时既要(yao)隔离(li)传(chuan)送(song)控制信号(hao)（例如PWM信号(hao)），也(ye)要(yao)给(ji)驱(qu)(qu)(qu)动(dong)(dong)(dong)级（MOS管的(de)(de)推动(dong)(dong)(dong)电(dian)(dian)(dian)路(lu)）传(chuan)送(song)电(dian)(dian)(dian)能。常(chang)用(yong)的(de)(de)信号(hao)传(chuan)送(song)有PC923  PC929  6N137  TL521等(deng) 至于(yu)电(dian)(dian)(dian)能的(de)(de)传(chuan)送(song)可以用(yong)DC-DC模块。如果是(shi)做(zuo)产品的(de)(de)话建(jian)议自己搞一(yi)个建(jian)议的(de)(de)DC-DC，这样可以降低成本。然后MOS管有一(yi)种简单的(de)(de)驱(qu)(qu)(qu)动(dong)(dong)(dong)方式:2SC1815+2SA1015，NPN与(yu)PNP一(yi)个用(yong)于(yu)MOS开启驱(qu)(qu)(qu)动(dong)(dong)(dong)，一(yi)个用(yong)于(yu)MOS快速关断。

5v单片机驱动mos管电路（BUCK）

图(tu)一(yi)：适合开关频(pin)率不高的场(chang)合，一(yi)般(ban)低于2KHz。

其(qi)中R1=10K，R2 R3大(da)小由V+决(jue)定，V+越(yue)高，R2 R3越(yue)大(da)，以(yi)保(bao)证电阻及三极管功(gong)耗在允许范围，同(tong)时(shi)保(bao)证R2和(he)R3的分压VPP=V+ 减10V，同(tong)时(shi)V+不能(neng)大(da)于(yu)40V。补充：图二：适合(he)高频大(da)功(gong)率场合(he)，到达100KHz没(mei)问(wen)题，同(tong)时(shi)可(ke)以(yi)并联(lian)多(duo)个MOSFET-P管

R2 R3需要满足和图一一样的条(tiao)件(jian)，其实就是图一加(jia)了级推挽，这(zhei)样就可以(yi)保证MOSFET管(guan)高(gao)速开(kai)关，上面6P小电(dian)容(rong)(rong)是发(fa)射结(jie)结(jie)电(dian)容(rong)(rong)补偿电(dian)容(rong)(rong)，可以(yi)改善三极管(guan)高(gao)速开(kai)关特性。另(ling)外：MOSFET的栅(zha)极电(dian)容(rong)(rong)较大，在使用的时候(hou)应(ying)该把它当成(cheng)一个(ge)容(rong)(rong)抗负载(zai)来看。

MOS管驱动电路

在(zai)使用(yong)MOS管设(she)计开关电(dian)(dian)源或(huo)者马(ma)达驱动(dong)电(dian)(dian)路的(de)(de)(de)时(shi)候，大(da)部分人都(dou)会考虑MOS的(de)(de)(de)导通(tong)电(dian)(dian)阻，最大(da)电(dian)(dian)压(ya)等，最大(da)电(dian)(dian)流等，也(ye)(ye)有很(hen)多人仅仅考虑这些因素。这样的(de)(de)(de)电(dian)(dian)路也(ye)(ye)许是可以工作的(de)(de)(de)，但并不是优秀的(de)(de)(de)，作为(wei)正(zheng)式(shi)的(de)(de)(de)产(chan)品设(she)计也(ye)(ye)是不允(yun)许的(de)(de)(de)。

MOS管导通特性

导通的意思(si)是(shi)作为开(kai)关，相当于开(kai)关闭(bi)合(he)。

NMOS的特性，Vgs大于一(yi)定的值就会导通，适合用于源(yuan)极(ji)接(jie)地(di)时的情况（低(di)端驱动(dong)），只要(yao)栅极(ji)电压达到4V或10V就可以了。

PMOS的(de)特性，Vgs小于(yu)一定的(de)值(zhi)就会导(dao)通(tong)，适(shi)合(he)用于(yu)源极接VCC时的(de)情况（高端驱(qu)动(dong)）。但(dan)是(shi)，虽然PMOS可以很方便(bian)地用作高端驱(qu)动(dong)，但(dan)由(you)于(yu)导(dao)通(tong)电阻大，价(jia)格(ge)贵(gui)，替换种类少等(deng)原(yuan)因，在高端驱(qu)动(dong)中，通(tong)常还是(shi)使(shi)用NMOS。

MOS开关管损失

MOS管(guan)(guan)驱动电(dian)路不管(guan)(guan)是NMOS还是PMOS，导(dao)通(tong)(tong)(tong)后都有(you)导(dao)通(tong)(tong)(tong)电(dian)阻(zu)存(cun)在(zai)(zai)，这(zhei)(zhei)样电(dian)流就会在(zai)(zai)这(zhei)(zhei)个(ge)电(dian)阻(zu)上消耗(hao)能量，这(zhei)(zhei)部分(fen)消耗(hao)的能量叫做导(dao)通(tong)(tong)(tong)损(sun)(sun)耗(hao)。选择导(dao)通(tong)(tong)(tong)电(dian)阻(zu)小的MOS管(guan)(guan)会减小导(dao)通(tong)(tong)(tong)损(sun)(sun)耗(hao)。现在(zai)(zai)的小功率MOS管(guan)(guan)导(dao)通(tong)(tong)(tong)电(dian)阻(zu)一般在(zai)(zai)几(ji)十毫欧(ou)左右，几(ji)毫欧(ou)的也有(you)。

MOS在导通(tong)和(he)截止的(de)时(shi)候，一定不是在瞬间完(wan)成的(de)。MOS两(liang)端的(de)电压(ya)(ya)有一个下降的(de)过(guo)程，流(liu)过(guo)的(de)电流(liu)有一个上(shang)升的(de)过(guo)程，在这段时(shi)间内，MOS管(guan)的(de)损(sun)失是电压(ya)(ya)和(he)电流(liu)的(de)乘积，叫做开(kai)关损(sun)失。通(tong)常(chang)开(kai)关损(sun)失比(bi)导通(tong)损(sun)失大得多(duo)，而且开(kai)关频率越(yue)快，损(sun)失也越(yue)大。

导通(tong)瞬间电压和电流(liu)的乘积很大，造成的损失(shi)也就很大。缩短开关时间，可以(yi)(yi)减小(xiao)每次导通(tong)时的损失(shi)；降(jiang)低(di)开关频率，可以(yi)(yi)减小(xiao)单位时间内(nei)的开关次数。这(zhei)两种办(ban)法都可以(yi)(yi)减小(xiao)开关损失(shi)。

MOS管驱动

跟(gen)双极性(xing)晶体管(guan)(guan)(guan)相比(bi)，一(yi)般认为使MOS管(guan)(guan)(guan)导通不需要电(dian)(dian)(dian)(dian)流，只要GS电(dian)(dian)(dian)(dian)压高于一(yi)定的(de)值(zhi)，就可(ke)以(yi)了。这个很容(rong)易(yi)做到(dao)，但是，我们(men)还(hai)需要速度。在(zai)MOS管(guan)(guan)(guan)的(de)结构中(zhong)可(ke)以(yi)看(kan)(kan)到(dao)，在(zai)GS，GD之间(jian)存在(zai)寄生电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)，而MOS管(guan)(guan)(guan)的(de)驱动(dong)，实际(ji)上(shang)就是对电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)的(de)充(chong)放电(dian)(dian)(dian)(dian)。对电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)的(de)充(chong)电(dian)(dian)(dian)(dian)需要一(yi)个电(dian)(dian)(dian)(dian)流，因为对电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)充(chong)电(dian)(dian)(dian)(dian)瞬(shun)间(jian)可(ke)以(yi)把电(dian)(dian)(dian)(dian)容(rong)看(kan)(kan)成短(duan)路，所以(yi)瞬(shun)间(jian)电(dian)(dian)(dian)(dian)流会比(bi)较大(da)。选择/设计MOS管(guan)(guan)(guan)驱动(dong)时第一(yi)要注(zhu)意的(de)是可(ke)提供瞬(shun)间(jian)短(duan)路电(dian)(dian)(dian)(dian)流的(de)大(da)小。

MOS管(guan)驱(qu)(qu)动(dong)电(dian)(dian)(dian)路第二注(zhu)意(yi)的(de)(de)是(shi)，普遍用于高(gao)端驱(qu)(qu)动(dong)的(de)(de)NMOS，导(dao)通时(shi)需要(yao)(yao)是(shi)栅(zha)极电(dian)(dian)(dian)压大(da)于源(yuan)极电(dian)(dian)(dian)压。而高(gao)端驱(qu)(qu)动(dong)的(de)(de)MOS管(guan)导(dao)通时(shi)源(yuan)极电(dian)(dian)(dian)压与漏极电(dian)(dian)(dian)压（VCC）相同，所以这时(shi) 栅(zha)极电(dian)(dian)(dian)压要(yao)(yao)比VCC大(da)4V或10V。如果在同一个系统里(li)，要(yao)(yao)得(de)到比VCC大(da)的(de)(de)电(dian)(dian)(dian)压，就要(yao)(yao)专(zhuan)门的(de)(de)升压电(dian)(dian)(dian)路了。很多马达驱(qu)(qu)动(dong)器(qi)都(dou)集成了电(dian)(dian)(dian)荷泵，要(yao)(yao)注(zhu)意(yi)的(de)(de)是(shi)应(ying)该 选择合适的(de)(de)外(wai)接电(dian)(dian)(dian)容，以得(de)到足够的(de)(de)短路电(dian)(dian)(dian)流去驱(qu)(qu)动(dong)MOS管(guan)。

上边说的(de)4V或(huo)10V是常用(yong)的(de)MOS管的(de)导(dao)通(tong)电(dian)压，设(she)计时(shi)当然需要有(you)一定的(de)余量。而(er)且电(dian)压越高(gao)，导(dao)通(tong)速度越快，导(dao)通(tong)电(dian)阻也(ye)越小(xiao)。现在也(ye)有(you)导(dao)通(tong)电(dian)压更小(xiao)的(de)MOS管用(yong)在不同的(de)领域里，但在12V汽车电(dian)子系统(tong)里，一般4V导(dao)通(tong)就够用(yong)了。MOS管的(de)驱动电(dian)路及其(qi)损(sun)失，可以(yi)参考Microchip公司的(de)AN799 Matching MOSFET Drivers to MOSFETS。讲述得很详细，所以(yi)不打(da)算多写了。

MOS管应用电路

MOS管最显著的(de)特性(xing)是开(kai)关(guan)特性(xing)好，所以被广泛应(ying)用(yong)在需要电子开(kai)关(guan)的(de)电路中，常见的(de)如开(kai)关(guan)电源和马达驱动，也有照明(ming)调光。

二、现在的(de)MOS驱动(dong)，有(you)几个特别的(de)应用(yong)

1、低压应用

当使(shi)用(yong)(yong)(yong)5V电(dian)源，这(zhei)时候如(ru)果使(shi)用(yong)(yong)(yong)传统的(de)(de)图(tu)腾柱(zhu)结构，由(you)于三极管(guan)的(de)(de)be有(you)0.7V左右的(de)(de)压(ya)(ya)(ya)降，导致实际最终加在gate上的(de)(de)电(dian)压(ya)(ya)(ya)只有(you)4.3V。这(zhei)时候，我们选用(yong)(yong)(yong)标(biao)称gate电(dian)压(ya)(ya)(ya)4.5V的(de)(de)MOS管(guan)就(jiu)存(cun)在一定的(de)(de)风(feng)险。同样的(de)(de)问题也发生在使(shi)用(yong)(yong)(yong)3V或者其他(ta)低压(ya)(ya)(ya)电(dian)源的(de)(de)场合。

2、宽电压应用

输入电(dian)(dian)(dian)压(ya)并不是一个(ge)固(gu)定值(zhi)，它会随着时间(jian)或者其(qi)他(ta)因素而变(bian)动(dong)。这个(ge)变(bian)动(dong)导致PWM电(dian)(dian)(dian)路提供给MOS管(guan)的(de)驱动(dong)电(dian)(dian)(dian)压(ya)是不稳(wen)定的(de)。

为了让MOS管(guan)(guan)在(zai)高gate电(dian)压(ya)(ya)(ya)下(xia)安全，很多MOS管(guan)(guan)内置了稳压(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)强行限制(zhi)gate电(dian)压(ya)(ya)(ya)的(de)幅(fu)值。在(zai)这种情况下(xia)，当提供的(de)驱动电(dian)压(ya)(ya)(ya)超过稳压(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)的(de)电(dian)压(ya)(ya)(ya)，就会引起(qi)较大的(de)静态功(gong)耗(hao)。

同时，如果简(jian)单的(de)(de)(de)用电阻分压的(de)(de)(de)原理降(jiang)低gate电压，就会出现输入电压比(bi)较高的(de)(de)(de)时候，MOS管工作良好(hao)，而(er)输入电压降(jiang)低的(de)(de)(de)时候gate电压不足，引起导(dao)通不够彻底，从而(er)增加功(gong)耗。

3、双电压应用

在一些控制电路中，逻(luo)辑(ji)部分使用(yong)典型(xing)的5V或(huo)者3.3V数字电压(ya)，而功率部分使用(yong)12V甚至更高的电压(ya)。两个电压(ya)采(cai)用(yong)共(gong)地方式连(lian)接。MOS管驱动电路

这就提出一个要求，需要使用一个电路，让(rang)低压侧能够有效的(de)(de)控制高压侧的(de)(de)MOS管，同(tong)时(shi)高压侧的(de)(de)MOS管也同(tong)样会面对1和2中(zhong)提到(dao)的(de)(de)问题。

在这(zhei)三(san)种(zhong)情况下，图腾柱结构无法满足输出要求(qiu)，而很多现成(cheng)的MOS驱(qu)动IC，似乎也没有包含gate电(dian)压限制的结构。

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