刘亦风 中国科学技术大学
1. 概述 MIC5014和MIC5015是为驱动N沟道增强型功率MOSFET管设计的高边和低边开关驱动器。MIC5014/5015的工作电压在2.75~30V之间,在高边条件下可以驱动负载电压为30V的功率MOSFET管,在低边条件下最大可开关电压决定于MOSFET管自身的耐压。MIC5014/5015带有一个适应TTL电平的控制输入端,MIC5015的控制输入端为低电平有效,而MIC5014的控制输入端为高电平有效。MIC5014/5015内含充电泵,能产生一个高于供电电压的门电压以驱动功率MOSFET,这个门电压被内部限制为15V。当电池接反或负载上感应到超过-20V的尖峰电压时,MIC5014/5015内部能自动保护充电泵,在驱动器正向输出达到35V时,驱动器能自动关闭外部MOSFET。 2. 主要技术性能 MIC5014/5015的主要性能参数如下: ●工作电压:2.75~30V; ●最大供电电流(工作电压为5V时):100μA; ●关闭状态典型电流:15μA; ●控制端输入与TTL电平兼容; ●充电泵瞬时负载耐压:60V; ●电源反向保护电压:-20V; ●瞬时尖峰感应保护电压:-20V; ●过压关断:35V; ●内部保护门限电压:15V; ●控制输入端电流:1μA; ●驱动器开启典型时间:140μs; ●驱动器关闭典型时间:30μs 3. 引脚排列及功能 MIC5014/5015的引脚排列如图1所示,引脚功能如表1所列。 4. 工作原理简述 MIC5014/5015驱动器的原理图如图2所示,驱动器的开启和关闭由管脚2的INPUT输入端控制输入INPUT端关断(MIC5014为低电平,MIC5015为高电平)时,由于图中所示的两个N沟道MOS开关管导通而维持低电平,此时内部充电泵处于低功耗状态,驱动器关闭MOSFET。当INPUT端有效(MIC5014为高电平,MIC5015为低电平)时,N沟道MOS开关管关断,充电泵被打开,P沟道MOS管通过门输出端接通MOSFET。图中由比较器和基准二极管组成正过压保护电路,当MOSFET源漏端的门电压Vgs过压(15V)时,比较器自动关闭充电泵。充电泵的内部振荡频率为100kHz,加100pF的容性负载时,典型上升时间为90μs。
5. MIC5014/5015的典型应用 5.1 高、低边驱动器的典型电路 图3所示是典型的低边驱动模式电路,它具有很宽的供电范围,可用于驱动笔记本电脑及直流电机等负载。高边驱动模式电路与低边驱动电路的不同之处在于对地接入负载。
5.2 半桥驱动器 图4所示为由MIC5014/5015构成的半桥驱动器。 5.3 具有延时功能的过流关断高边驱动器 图5所示的电路可以驱动象白炽灯或卤素灯这类有高瞬时开关电压的负载。RS为过流检测电阻,LM3905是延时器,如果流过RS的电流过大,LM3905将使MIC5014的INPUT在经过一段时间延时后维持一低电平从而将整个电路关断。延时时间由LM3905的RT和CT时间常数决定。 MIC5014/5015驱动器体积小,电路简单,易于开发生产,可应用于各种驱动和控制电路中,可取代寿命短、体积大、易对周围电磁环境造成谐波干扰的各种电磁继电器。
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