原理介紹、選型,我就不多說了,參考上一編我發的文章,本實例重點看一下防反接電路,我通過軟件進行模擬,加入電壓表,電流進行測試,直觀的顯示結果,也不用我回復了。
NMOS管實例測試
圖1 正向電壓工作狀態
上圖1所示: JP1,JP2接通,JP3,JP4斷開,正向24V,此時電路正常工作,流過假負載的電流是9.24A,24V,Q1的VGS電壓設定在10V,可以正常導通,但這個時候Q1的S-D的電壓為0.88V,P=UI= 9.24A * 0.88 =8.1312W,所在大電流工作時發熱會很大,U/I = R 0.88/9.24 = 95(毫歐),但實際使用最好不要那么大進行使用,我這里只是測試一下,然后我們在看一下Q1器件的IRF520N的手冊。
圖2
上圖2為IRF520N,標示的,RDS導通電阻,200(毫歐),我這個測試比他標示的還小95(毫歐),電流9.24A,說明比較接近。
圖3 VGS 極限電壓10V,9.7A
上圖3極限電壓10V,9.7A,實際不可工作在極限值,這樣很快器件就壞了。
圖4 反向電壓工作狀態
上圖4所示: JP1,JP2斷開,JP3,JP4接通,反向24V,此時電路不工作,流過假負載的電流是0,Q1的VGS電壓0V,Q1不導通,反向電壓直接加在 VDS 24V,(注意,VDSS不能超過100V,看上圖2有說明)有效的保護了后級負載。
下一步我要做個VGS最小開啟電壓測試,我分別設定2V,4V,12.4V測試。
圖5 開啟電壓
圖6 飽和導通12.4V工作狀態
上圖6 VGS為12.4V接通JP5,此狀態飽和導通的,電流9A,假負載,R5為2.5R,沒有問題。
圖7飽和導通12.4V工作狀態
上圖7 VGS為12.4V接通JP5,此狀態飽和導通的,電流0.24A,假負載R5改為100R,沒有問題,但是注意到沒有VDS壓降變小了,說明什么?負載越輕,Q2導通電阻更小,發熱就更小,負載越重,Q2導通電阻更大,發熱就更大。
圖8 4V開啟電壓工作狀態
上圖8 VGS為4.01V,接通JP7,此狀也是正常導通的,電流0.24A,假負載R5為100R,說明驗證了手冊上的最大開啟電壓沒有問題。
圖9 2V開啟電壓工作狀態
上圖9 VGS為2.16V接通JP6,此時Q2就不導通了,電流0A,假負載R5為100R,說明驗證了手冊上的最低開啟電壓,我這里沒有試成功,另外也說明了一個問題,就是開啟電壓要4V,重點說明下,如果此時用3.3V的單片機是不能直接驅動的,要加三極管進行驅動。
PMOS管實例測試,反應最多的就是這個電路說畫反了,下面我的做個仿真測試。
圖10正向電壓工作狀態
上圖10 VGS為-21.8V(VSG為21.8V),接通JP8,JP9,此狀態Q3正向導通,電流0.24A,假負載R14為100R,正常工作,VDS壓降為0V完全導通狀態。
圖11工作狀態
上圖11 VGS為-21.7V(VSG為21.7V),接通JP8,JP9 上正下負電壓24V,此狀態Q3正向導通,電流9.56A,假負載改為2.5R,正常工作,VDS壓降為0.09V也是完全導通狀態。
圖12反接工作狀態
上圖12 VGS為0V, JP8,JP9斷開, 接通JP10,JP11, 上負下正電壓24V,此狀態Q3反向不導通,電流0A,有效的保護有后級電路。
下面我們再來看一下IRF4435的參數,如下圖所示:
圖13 IRF4435
上圖13所示,VGS為-10V,和-4.5V,我的上圖(10 、11)我畫的VGS為-21.7V,說明有點高了,下圖所示為極限電壓正負20V,所以設計電路時要注意,另外工作電壓VDS也不能超過-30V。
另外說明一下,上面的所有電路只是作為測試,沒加任何的防護電路,只做開關特性及電流電壓測試作為演示,電阻值也是非標準值(有些可能買不到的阻值參數)正常設計還是要參考電阻E96的標準阻值來選擇。
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