MOS管电路及选型

1.外围电路

1.1.栅极电阻

R51的栅极电阻可以控制MOS管的GS结电容的充放电速度。对于MOS管而言，开通速度越快，开通损耗越小。但是速度太快容易引起震荡，震荡波形（GS之间，这个震荡与MOS管的米勒效应有关）如下左图所示，而正常不震荡的波形如下右图所示。所以实际使用中希望开通速度尽量快，但是又不能发生震荡。此时需要根据实际调试的波形确定R51的阻值。

此外开通太快引起容易产生EMC的问题，此时因为du/dt很大，开通快dt小，那么DS开通过程中DS两端的压差在变小，如果Vbus的电压高，那么电压的变化du很大，所以du/dt很大。

1.2.GS电容放电电阻

R54的电阻是给GS电容提供放电回路，这个电阻的取值一般在10-50K之间。在板子没有上电的时候，有这个电阻GS之间就不会提供静电荷，尤其在搬运过程中，GS电容之间很容易积累电荷，或者静电作用到MOS管的G极，此时给GS电容充电可能会导致MOS管误导通。那么一旦上电后可能导致同一桥臂的MOS管同时导通造成短路。

1.3.C45电容

调整GS电容的充放电时间，因为和GS电容并联

给米勒电容提供泄放回路，如下图所示。MOS管的GD之间存在一个结电容称为米勒电容，下管导通时Vbus会有一部分电流流过这个米勒电容。米勒电容和C45串联，可以间接减少米勒电容（电容越串越小），改善米勒效应的影响。

2.MOS选型

2.1.耐压

一般选择Vbus电压的1.5-2倍。

2.2.额定电流

一般选择负载额定电流的5-7倍，余量需要留大一些，因为要考虑到电机堵转、负载突变等情况。

PS：

1.可以两个或者几个MOS管并联使用，在电动车和汽车行业等大功率场合下可以这样使用，此时多个MOS管并联可能比一个大功率的MOS管要便宜。并联使用时，可以使用一个预驱动芯片同时驱动多个MOS管。此外MOS管并联使用还需要考虑分流的问题，有的时候MOS管的参数不一致，导通和关断时间不一样，所以并联之后可能要让开关速度变慢。

2.MOS管耐压不够时，理论上可以串联使用，但是不建议这样用。

2.3.封装

MOS管的封装实际就是考虑温升问题，因为MOS是大功率发热器件。经验是在MOS管满负荷工作时，表面温度不要超过120度。这个温度就是个经验值。

2.4.Rdson

MOS管一共有四类损耗，分别是打开损耗、关断损耗、导通损耗、续流损耗，前两个损耗是开关过程中的损耗，是MOS管经过放大区产生的损耗；后两种是开关结束之后的正常工作损耗。对于Rdson，对应导通损耗，这个阻值越大，相同电流的情况下导通损耗就越大，所以Rdson对导通损耗起到决定作用。因此Rdson越小越好，但是越小价格也越贵。

此外，温度越高，Rdson越大；Vgs电压越高，Rdson越小。并且当GS电压超过10V以上，Rdson减小就不明显了，所以MOS管的驱动电压经常选择12V或者15V，注意是驱动电压，也就是GS之间的电压。

2.5.Vgs阈值电压

一般Vgs的阈值电压都是正负20V，如下图所示，使用时不能超过这个阈值，否则可能导致MOS管损坏。

MOS管的开通阈值一般在2-4V之间，一般选择12-15V的驱动电压，0V关断。对于大功率或者要求较高的场合，也可以选择负压关断，如下图所示。大功率情况下关断快可以减小关断损耗，降低米勒效应的影响。此外负压关断的关断速度快，可以迅速越过放大区，不易发生震荡。

2.6.快开管和慢开管

快管通常Qg小，Rdson大，慢管相反。这个涉及到半导体的工艺，一般为了降低Rdson，晶圆面积就要做大，结果寄生电容相应变大，同理Qg也会变大。

Qg，Gate charge，门级电荷总和，一般管子的同流能力越强，Qg越大，速度也越慢。一般耐压高的MOS开得快，大电流的MOS开的慢。

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