电路设计基础--MOS管驱动直流电机电路,看懂芯片手册

2023-05-16

本例以驱动继电器为例,来讲述相关电路设计,MOS管选型,以及看懂芯片手册。

驱动电路如下图

D1作用是泄放继电器的反向电动势
在这里插入图片描述

继电器参数

24V继电器 电大负载25A/250VAC,线圈电阻640欧。
简单计算一下,流过线圈的电流为37.5mA。
这里有个背景知识,继电器的线圈为感性负载,在通电和断电的瞬间,会产生反向电动势,通电时这个电动势与电源方向相同,上正下负,电源可以吸收绝大部分。
断电时这个电动势与电源方向相反,下正上负,此时二极管D1导通,将这个电动势短路泄放掉。对于低压电路,二极管用1N4007就可以了,耐压1000V,电流1A,便宜好用。讲究的可以用快恢复二极管,性能更好些。漏电流略大,此处可以忽略。

MOS管(以下统称芯片)选型

这个MOS管的选型很简单,关键参数只涉及电压和电流即可,其他可不作考虑。
耐压:1.2~1.5倍电源电压或更高
电流:5倍工作电流妥妥的够,即150mA以上足矣。
功耗:一般管子的Rds只有几十毫欧,功耗肯定满足需求。
开关频率:这个不用想,肯定够,继电器的动作频率不可能超过100Hz,什么管子都够。
按销量排序,然后往下拉,找个价格,品牌都能接受的就行,比如下图这个。N沟道的一般比P沟道的便宜,这个选型时要注意。
在这里插入图片描述

查看芯片文档,以确定参数匹配。

对于今天这个应用,芯片第1页的信息就足够了,30V,5.2A,27毫欧,可以满足需要。
SOT23封装,也很小,省电路板空间。尽量选贴片元件哈,这样在批量生产时可以降低成本。
在这里插入图片描述

为什么要看英文文档

很简单,因为芯片厂家提供的一般都是英文文档,哪怕是国内的厂家也是这样。
有些工程师的英文水平不好,很不愿意去看英文版的芯片手册,尽量去网上找别人翻译好的中文文档。我最开始也是这样。但是逐渐发现,这些翻译的文档,除了原厂提供(比如TI在这方面做得很好),一般来说都是比较旧的,而且经常词不达意,手册也不全,到后来就逐渐变成了去看英文手册。

快速看懂芯片手册

芯片手册一般分成几个部分,次序不一定相同,但基本都包含以下几个部分:

简要介绍

第1页一般是芯片的简要介绍,会说明芯片性能,关键参数,封装,以利于工程师的快速选型。
在这里插入图片描述

目录

接下来就是目录,这个没啥好说的,就是让工程师快速定位到想要找到的具体细节。比较简单的芯片就没有这个。比如今天讲的MOS管就没有目录

引脚说明以及典型应用电路

引脚说明上图就有了。
对于多脚的芯片来说,一般都会有,对于三极管,MOS管这类简单的元件,一般是不带应用电路的。

极限参数

在这里插入图片描述

简要说明一下:
VDS 漏极和源极的最大电压30V
VGS 栅极和源极电压最大±12V
漏极电流:最大5.2和4.6A,分别对应不同的温度
漏极最大脉冲电流:20A
最大功耗1W
存储温度范围:-55 to 150
工作环境温度:-55 to 150
简单理解就是,超过这个范围,元件就会坏,所以一定不要超过这些规定的值。

电气参数表

在这里插入图片描述

这个表就包含了最基本的参数,比如电压,导通电阻,栅极开启电压,各个极间电容等等
可以仔细查一遍,以后再看就一目了然了。

图表

在这里插入图片描述

相关参数并不是一个恒定的值,而是随着其他参数的变化,自身也会变化的,厂家就用一些图表把这些变化表示出来。看一下横轴和纵轴,再看一下粗体字的说明,也就明白了。

封装以及Layout

在这里插入图片描述

第1行说明了封装是SOT-23,每个包装是3000/卷。
右下的表给出了元件各个部位的尺寸参数,左边是公制单位(毫米),右边是英制单位(英寸)。
本手册并未给出Layout建议,我找了一个别的MOS管的手册截图,如下:
在这里插入图片描述

每个尺寸都有2个数值,上面的单位是英寸,下面是毫米。

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