Mos在控制器電路中的工作狀態(tài)以及Mos損壞的主要原因

Mos在控制器電路中的工作狀態(tài)：開(kāi)通過(guò)程（由截止到導(dǎo)通的過(guò)渡過(guò)程）、導(dǎo)通狀態(tài)、關(guān)斷過(guò)程（由導(dǎo)通到截止的過(guò)渡過(guò)程）、截止?fàn)顟B(tài)。

Mos主要損耗也對(duì)應(yīng)這幾個(gè)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)損耗（開(kāi)通過(guò)程和關(guān)斷過(guò)程），導(dǎo)通損耗，截止損耗（漏電流引起的，這個(gè)忽略不計(jì)），還有雪崩能量損耗。只要把這些損耗控制在Mos承受規(guī)格之內(nèi)，Mos即會(huì)正常工作，超出承受范圍，即發(fā)生損壞。而開(kāi)關(guān)損耗往往大于導(dǎo)通狀態(tài)損耗，不同Mos這個(gè)差距可能很大。

Mos損壞主要原因：1.?過(guò)流----------持續(xù)大電流或瞬間超大電流引起的結(jié)溫過(guò)高而燒毀；2.?過(guò)壓----------源漏過(guò)壓擊穿、源柵極過(guò)壓擊穿；3.?靜電----------靜電擊穿。CMos電路都怕靜電

Mos開(kāi)關(guān)原理：Mos是電壓驅(qū)動(dòng)型器件，只要柵極和源級(jí)間給一個(gè)適當(dāng)電壓，源級(jí)和漏級(jí)間通路就形成。這個(gè)電流通路的電阻被成為Mos內(nèi)阻，就是導(dǎo)通電阻。這個(gè)內(nèi)阻大小基本決定了Mos芯片能承受的最大導(dǎo)通電流（當(dāng)然和其它因素有關(guān)，最有關(guān)的是熱阻）。內(nèi)阻越小承受電流越大（因?yàn)榘l(fā)熱?。?。

Mos問(wèn)題遠(yuǎn)沒(méi)這么簡(jiǎn)單，麻煩在它的柵極和源級(jí)間，源級(jí)和漏級(jí)間，柵極和漏級(jí)間內(nèi)部都有等效電容。所以給柵極電壓的過(guò)程就是給電容充電的過(guò)程（電容電壓不能突變），所以Mos源級(jí)和漏級(jí)間由截止到導(dǎo)通的開(kāi)通過(guò)程受柵極電容的充電過(guò)程制約。

然而，這三個(gè)等效電容是構(gòu)成串并聯(lián)組合關(guān)系，它們相互影響，并不是獨(dú)立的。其中一個(gè)關(guān)鍵電容就是柵極和漏級(jí)間的電容Cgd，這個(gè)電容業(yè)界稱為米勒電容。這個(gè)電容不是恒定的，隨柵極和漏級(jí)間電壓變化而迅速變化。這個(gè)米勒電容是柵極和源級(jí)電容充電的絆腳石，因?yàn)闁艠O給柵-源電容Cgs充電達(dá)到一個(gè)平臺(tái)后，柵極的充電電流必須給米勒電容Cgd充電，這時(shí)柵極和源級(jí)間電壓不再升高，達(dá)到一個(gè)平臺(tái)，這個(gè)是米勒平臺(tái)（米勒平臺(tái)就是給Cgd充電的過(guò)程），米勒平臺(tái)大家首先想到的麻煩就是米勒振蕩。（即，柵極先給Cgs充電，到達(dá)一定平臺(tái)后再給Cgd充電）。

因?yàn)檫@個(gè)時(shí)候源級(jí)和漏級(jí)間電壓迅速變化，內(nèi)部電容相應(yīng)迅速充放電，這些電流脈沖會(huì)導(dǎo)致Mos寄生電感產(chǎn)生很大感抗，這里面就有電容，電感，電阻組成震蕩電路（能形成2個(gè)回路），并且電流脈沖越強(qiáng)頻率越高震蕩幅度越大。所以最關(guān)鍵的問(wèn)題就是這個(gè)米勒平臺(tái)如何過(guò)渡。

Gs極加電容，減慢Mos管導(dǎo)通時(shí)間，有助于減小米勒振蕩。防止Mos管燒毀。過(guò)快的充電會(huì)導(dǎo)致激烈的米勒震蕩，但過(guò)慢的充電雖減小了震蕩，但會(huì)延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)從而增加開(kāi)關(guān)損耗。Mos開(kāi)通過(guò)程源級(jí)和漏級(jí)間等效電阻相當(dāng)于從無(wú)窮大電阻到阻值很小的導(dǎo)通內(nèi)阻（導(dǎo)通內(nèi)阻一般低壓Mos只有幾毫歐姆）的一個(gè)轉(zhuǎn)變過(guò)程。

比如一個(gè)Mos最大電流100A，電池電壓96v，在開(kāi)通過(guò)程中，有那么一瞬間（剛進(jìn)入米勒平臺(tái)時(shí)）Mos發(fā)熱功率是P=V*I(此時(shí)電流已達(dá)最大，負(fù)載尚未跑起來(lái)，所有的功率都降落在Mos管上)，P=96*100=9600w！這時(shí)它發(fā)熱功率最大，然后發(fā)熱功率迅速降低直到完全導(dǎo)通時(shí)功率變成100*100*0.003=30w（這里假設(shè)這個(gè)Mos導(dǎo)通內(nèi)阻3毫歐姆）。開(kāi)關(guān)過(guò)程中這個(gè)發(fā)熱功率變化是驚人的。如果開(kāi)通時(shí)間慢，意味著發(fā)熱從9600w到30w過(guò)渡的慢，Mos結(jié)溫會(huì)升高的厲害。所以開(kāi)關(guān)越慢，結(jié)溫越高，容易燒Mos。為了不燒Mos，只能降低Mos限流或者降低電池電壓，比如給它限制50A或電壓降低一半成48v，這樣開(kāi)關(guān)發(fā)熱損耗也降低了一半。不燒管子了。這也是高壓控容易燒管子原因，高壓控制器和低壓的只有開(kāi)關(guān)損耗不一樣（開(kāi)關(guān)損耗和電池端電壓基本成正比，假設(shè)限流一樣），導(dǎo)通損耗完全受Mos內(nèi)阻決定，和電池電壓沒(méi)任何關(guān)系。

其實(shí)整個(gè)Mos開(kāi)通過(guò)程非常復(fù)雜。里面變量太多?？傊褪情_(kāi)關(guān)慢不容易米勒震蕩，但開(kāi)關(guān)損耗大，管子發(fā)熱大，開(kāi)關(guān)速度快理論上開(kāi)關(guān)損耗低（只要能有效抑制米勒震蕩），但是往往米勒震蕩很厲害（如果米勒震蕩很?chē)?yán)重，可能在米勒平臺(tái)就燒管子了），反而開(kāi)關(guān)損耗也大，并且上臂Mos震蕩更有可能引起下臂Mos誤導(dǎo)通，形成上下臂短路。所以這個(gè)很考驗(yàn)設(shè)計(jì)師的驅(qū)動(dòng)電路布線和主回路布線技能。最終就是找個(gè)平衡點(diǎn)（一般開(kāi)通過(guò)程不超過(guò)1us）。開(kāi)通損耗這個(gè)最簡(jiǎn)單，只和導(dǎo)通電阻成正比，想大電流低損耗找內(nèi)阻低的。

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