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MOSFET幾種典型驅(qū)動(dòng)電路(一)
MOSFET數(shù)字電路
數(shù)字科技的進(jìn)步,如微處理器運(yùn)算效能不斷提升,帶給深入研發(fā)新一代MOSFET更多的動(dòng)力,這也使得MOSFET本身的操作速度越來(lái)越快,幾乎成為各種半導(dǎo)體主動(dòng)元件中快的一種。深圳市瑞泰威科技有限公司是國(guó)內(nèi)IC電子元器件的代理銷(xiāo)售企業(yè),專(zhuān)業(yè)從事各類(lèi)驅(qū)動(dòng)IC、存儲(chǔ)IC、傳感器IC、觸摸IC銷(xiāo)售,品類(lèi)齊全,具備上百個(gè)型號(hào)。MOSFET在數(shù)字信號(hào)處理上的成功來(lái)自CMOS邏輯電路的發(fā)明,這種結(jié)構(gòu)好處是理論上不會(huì)有靜態(tài)的功率損耗,只有在邏輯門(mén)(logic gate)的切換動(dòng)作時(shí)才有電流通過(guò)。CMOS邏輯門(mén)基本的成員是CMOS反相器(inverter),而所有CMOS邏輯門(mén)的基本操作都如同反相器一樣,在邏輯轉(zhuǎn)換的瞬間同一時(shí)間內(nèi)必定只有一種晶體管(NMOS或是PMOS)處在導(dǎo)通的狀態(tài)下,另一種必定是截止?fàn)顟B(tài),這使得從電源端到接地端不會(huì)有直接導(dǎo)通的路徑,大量節(jié)省了電流或功率的消耗,也降低了集成電路的發(fā)熱量。
MOSFET在數(shù)字電路上應(yīng)用的另外一大優(yōu)勢(shì)是對(duì)直流(DC)信號(hào)而言,MOSFET的柵極端阻抗為無(wú)限大(等效于開(kāi)路),也就是理論上不會(huì)有電流從MOSFET的柵極端流向電路里的接地點(diǎn),而是完全由電壓控制柵極的形式。采用專(zhuān)門(mén)的反電勢(shì)檢測(cè)技術(shù),可實(shí)現(xiàn)三相無(wú)刷直流換向且不受PWM噪聲及電機(jī)緩沖電路的影響。這讓MOSFET和他們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手BJT相較之下更為省電,而且也更易于驅(qū)動(dòng)。在CMOS邏輯電路里,除了負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)芯片外負(fù)載(off-chip load)的驅(qū)動(dòng)器(driver)外,每一級(jí)的邏輯門(mén)都只要面對(duì)同樣是MOSFET的柵極,如此一來(lái)較不需考慮邏輯門(mén)本身的驅(qū)動(dòng)力。相較之下,BJT的邏輯電路(例如常見(jiàn)的TTL)就沒(méi)有這些優(yōu)勢(shì)。MOSFET的柵極輸入電阻無(wú)限大對(duì)于電路設(shè)計(jì)工程師而言亦有其他優(yōu)點(diǎn),例如較不需考慮邏輯門(mén)輸出端的負(fù)載效應(yīng)(loading effect)。
為什么在led驅(qū)動(dòng)電源中要盡量使用mosfet器件
LED驅(qū)動(dòng)電源是否一定要用(mosfet器件)MOS管應(yīng)從產(chǎn)品性價(jià)比、系統(tǒng)來(lái)散熱(包括電源本身和燈具)幾方面考慮,并不一定要求LED電源要用MOS管:
1、從散源熱角度考慮:LED驅(qū)動(dòng)電源和LED燈珠既是熱源體又是受熱體,根據(jù)多年設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),我們賽明源電源在設(shè)計(jì)30W以上電源時(shí)全部使用MOS管與控制IC分離方案。MOSFET數(shù)字電路數(shù)字科技的進(jìn)步,如微處理器運(yùn)算效能不斷提升,帶給深入研發(fā)新一代MOSFET更多的動(dòng)力,這也使得MOSFET本身的操作速度越來(lái)越快,幾乎成為各種半導(dǎo)體主動(dòng)元件中快的一種。因?yàn)榘伲同F(xiàn)有技術(shù)(截止2015年)內(nèi)置MOS管方案超過(guò)30W以上電源散熱就是問(wèn)題,系統(tǒng)很難保證其穩(wěn)定性;
2、從度性價(jià)比上考慮:在設(shè)計(jì)30W以下LED電源時(shí),賽明知源電源有些采用內(nèi)置MOS管方案道,因?yàn)檫@種方案已經(jīng)成熟,散熱不是問(wèn)題,系統(tǒng)穩(wěn)定性較高。小功率LED電源可以不用考慮使用MOS,再說(shuō)內(nèi)置MOS方案EMC指標(biāo)很容易通過(guò)。
?數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路中三極管
三極管是用來(lái)做驅(qū)動(dòng)的作用,
因?yàn)樵谝话愕目刂破鬏敵鲵?qū)動(dòng)能力較弱,采用三極管進(jìn)行放大電流,
使得能夠驅(qū)動(dòng)能力提高。
當(dāng)然如果在數(shù)碼管可接受的范圍內(nèi),電流越大,數(shù)碼管越亮。
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直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的選擇?
通用芯片一般用于LED顯示屏的低端產(chǎn)品,如戶內(nèi)的單、雙色屏等。的通用芯片是74HC595,具有8位鎖存、串一并移位寄存器和三態(tài)輸出功能。每路可輸出35 mA的非恒流的電流。
輸出電流:目前主流的恒流源LED驅(qū)動(dòng)芯片輸出電流多為每通道90 mA左右。每通道同時(shí)輸出恒定電流的值對(duì)顯示屏更有意義,因?yàn)樵诎灼胶鉅顟B(tài)下,要求每通道都同時(shí)輸出恒流電流。
恒流輸出通道數(shù):恒流源輸出通道有8位和16位兩種規(guī)格,現(xiàn)在16位占主流,其主要優(yōu)勢(shì)在于減少了芯片尺寸,便于LED驅(qū)動(dòng)板(PCB)布線,特別是對(duì)于點(diǎn)間距較小的LED驅(qū)動(dòng)板更有利。LED的驅(qū)動(dòng)IC是電路設(shè)計(jì)方案關(guān)系是不大的,它只跟需要驅(qū)動(dòng)LED的總功率有關(guān)自系,就是這個(gè)IC有一個(gè)驅(qū)動(dòng)功率,超過(guò)這個(gè)功率就要換別的IC了。的電流輸出:一種是同一個(gè)芯片通道間電流誤差值;另一種是不同芯片間輸出電流誤差值。
精度的電流輸出是個(gè)很關(guān)鍵的參數(shù),對(duì)LED顯示屏的顯示均勻性影響很大。誤差越大,顯示均勻性越差,很難使屏體達(dá)到白平衡。再加上MOSFET因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的關(guān)系,沒(méi)有BJT的一些致命缺點(diǎn),如熱破壞(thermalrunaway)。目前主流恒流源芯片的位間電流誤差( bit to bit )一般在±3%以內(nèi),(chip to chip)片間電流誤差在±6%以內(nèi)。數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘:其決定了顯示數(shù)據(jù)的傳輸速度,是影響顯示屏的更新速率的關(guān)鍵指標(biāo)。作為大尺寸顯示器件,顯示刷新率應(yīng)該在85Hz以上,才能保證穩(wěn)定的畫(huà)面(無(wú)掃描閃爍感)。較高的數(shù)據(jù)移位時(shí)鐘是e5a48de588b6e799bee5baa6e79fa5e9819331333365643636顯示屏獲取高刷新率畫(huà)面的基礎(chǔ)。目前主流恒流源驅(qū)動(dòng)芯片移位時(shí)鐘頻率一般都在15-25 MHz以上。