模拟技术
原理介绍、选型,我就不多说了,参考上一编我发的文章,本实例重点看一下防反接电路,我通过软件进行模拟,加入电压表,电流进行测试,直观的显示结果,也不用我回复了。
NMOS管实例测试
图1 正向电压工作状态
上图1所示: JP1,JP2接通,JP3,JP4断开,正向24V,此时电路正常工作,流过假负载的电流是9.24A,24V,Q1的VGS电压设定在10V,可以正常导通,但这个时候Q1的S-D的电压为0.88V,P=UI= 9.24A * 0.88 =8.1312W,所在大电流工作时发热会很大,U/I = R 0.88/9.24 = 95(毫欧),但实际使用最好不要那么大进行使用,我这里只是测试一下,然后我们在看一下Q1器件的IRF520N的手册。
图2
上图2为IRF520N,标示的,RDS导通电阻,200(毫欧),我这个测试比他标示的还小95(毫欧),电流9.24A,说明比较接近。
图3 VGS 极限电压10V,9.7A
上图3极限电压10V,9.7A,实际不可工作在极限值,这样很快器件就坏了。
图4 反向电压工作状态
上图4所示: JP1,JP2断开,JP3,JP4接通,反向24V,此时电路不工作,流过假负载的电流是0,Q1的VGS电压0V,Q1不导通,反向电压直接加在 VDS 24V,(注意,VDSS不能超过100V,看上图2有说明)有效的保护了后级负载。
下一步我要做个VGS最小开启电压测试,我分别设定2V,4V,12.4V测试。
图5 开启电压
图6 饱和导通12.4V工作状态
上图6 VGS为12.4V接通JP5,此状态饱和导通的,电流9A,假负载,R5为2.5R,没有问题。
图7饱和导通12.4V工作状态
上图7 VGS为12.4V接通JP5,此状态饱和导通的,电流0.24A,假负载R5改为100R,没有问题,但是注意到没有VDS压降变小了,说明什么?负载越轻,Q2导通电阻更小,发热就更小,负载越重,Q2导通电阻更大,发热就更大。
图8 4V开启电压工作状态
上图8 VGS为4.01V,接通JP7,此状也是正常导通的,电流0.24A,假负载R5为100R,说明验证了手册上的最大开启电压没有问题。
图9 2V开启电压工作状态
上图9 VGS为2.16V接通JP6,此时Q2就不导通了,电流0A,假负载R5为100R,说明验证了手册上的最低开启电压,我这里没有试成功,另外也说明了一个问题,就是开启电压要4V,重点说明下,如果此时用3.3V的单片机是不能直接驱动的,要加三极管进行驱动。
PMOS管实例测试,反应最多的就是这个电路说画反了,下面我的做个仿真测试。
图10正向电压工作状态
上图10 VGS为-21.8V(VSG为21.8V),接通JP8,JP9,此状态Q3正向导通,电流0.24A,假负载R14为100R,正常工作,VDS压降为0V完全导通状态。
图11工作状态
上图11 VGS为-21.7V(VSG为21.7V),接通JP8,JP9 上正下负电压24V,此状态Q3正向导通,电流9.56A,假负载改为2.5R,正常工作,VDS压降为0.09V也是完全导通状态。
图12反接工作状态
上图12 VGS为0V, JP8,JP9断开, 接通JP10,JP11, 上负下正电压24V,此状态Q3反向不导通,电流0A,有效的保护有后级电路。
下面我们再来看一下IRF4435的参数,如下图所示:
图13 IRF4435
上图13所示,VGS为-10V,和-4.5V,我的上图(10 、11)我画的VGS为-21.7V,说明有点高了,下图所示为极限电压正负20V,所以设计电路时要注意,另外工作电压VDS也不能超过-30V。
另外说明一下,上面的所有电路只是作为测试,没加任何的防护电路,只做开关特性及电流电压测试作为演示,电阻值也是非标准值(有些可能买不到的阻值参数)正常设计还是要参考电阻E96的标准阻值来选择。
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