請(qǐng)教PMOS管驅(qū)動(dòng)中二極管D1的作用是什么？

ID:491577 · 發(fā)表于 2025-4-16 11:08

ID:1148218 · 發(fā)表于 2025-4-16 13:42

D1能夠防止輸出電壓通過(guò)Q9 PNP的射極基極二極管或者R3的路徑灌入到PWM信號(hào)，通常這類(lèi)驅(qū)動(dòng)電路都是以弱信號(hào)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)輸出，PWM信號(hào)通常來(lái)源于MCU/MPU/SOC/DSP etc...其幅值一般在1.8~5V之間，而VM作為功率管的源一般都是較高電壓如12V/24V etc...

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-16 13:56

隔離高壓電壓灌入單片機(jī)引腳用的,驅(qū)動(dòng)信號(hào)為5V,驅(qū)動(dòng)電路為12V通過(guò)電阻會(huì)連通的.

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-16 14:03

D1不用也是可以的,它同三極管中的二極管方向相同,只要三極管耐壓足夠高就不會(huì)高壓灌入的危險(xiǎn),假設(shè)三極管損壞屬于短路則二極管一點(diǎn)用處都沒(méi)有,可以斷定為多余.

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-16 14:04

況且只控制一個(gè)管子,完全不用那么麻煩,用光耦足夠.

ID:401564 · 發(fā)表于 2025-4-16 16:11

看了半天也沒(méi)看到它有什么用
但不能信說(shuō)要用光耦的,用光耦的,在小電流時(shí)影響不大,大電流時(shí),容易燒壞功率管子
目前為止,沒(méi)見(jiàn)過(guò)電調(diào)上面用光耦的

ID:491577 · 發(fā)表于 2025-4-16 16:18

如果作用如沙發(fā)所說(shuō)的話(huà)，我覺(jué)得D1有點(diǎn)多余，光耦更沒(méi)有必要，而且光耦速度太慢，驅(qū)動(dòng)高速M(fèi)OS不合適。

ID:1109793 · 發(fā)表于 2025-4-16 16:29

D1就是并聯(lián)在三極管的集電結(jié)上面的，的確感覺(jué)沒(méi)啥用。

ID:1133081 · 發(fā)表于 2025-4-16 21:11

hhh402 發(fā)表于 2025-4-16 16:18
如果作用如沙發(fā)所說(shuō)的話(huà)，我覺(jué)得D1有點(diǎn)多余，光耦更沒(méi)有必要，而且光耦速度太慢，驅(qū)動(dòng)高速M(fèi)OS不合適。

D1就是蛇足，任何典型圖騰柱驅(qū)動(dòng)電路沒(méi)見(jiàn)過(guò)此用法。

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-16 22:36

不僅D1多余Q8Q9更是多余，這充分體現(xiàn)了設(shè)計(jì)水平。

ID:807591 · 發(fā)表于 2025-4-17 07:19

hhh402 發(fā)表于 2025-4-16 16:18
如果作用如沙發(fā)所說(shuō)的話(huà)，我覺(jué)得D1有點(diǎn)多余，光耦更沒(méi)有必要，而且光耦速度太慢，驅(qū)動(dòng)高速M(fèi)OS不合適。

炸管的時(shí)候，就懂了，D1只是保護(hù)作用，去掉也沒(méi)什么，增加維修難度而已

ID:230500 · 發(fā)表于 2025-4-17 08:16

D1兩個(gè)作用，1；是防止Q7導(dǎo)通的時(shí)候把自己的基極電壓拉低把自己鎖死；2；是隔離，防止VM的電壓倒灌進(jìn)單片機(jī)的PWM口。其實(shí)這個(gè)電路設(shè)計(jì)太繁瑣了；完全不用這樣做； D1可以直接去掉；

ID:469589 · 發(fā)表于 2025-4-17 08:58

這是一個(gè)經(jīng)典設(shè)計(jì)。
D1能防止Q7進(jìn)入深度飽和，提高關(guān)斷的速度。

ID:491577 · 發(fā)表于 2025-4-17 14:00

樓上說(shuō)的好像有道理，但是用NI Multisim 14.0仿真，D1有沒(méi)有差別不大，還是NI Multisim 14.0無(wú)法仿真這種情況？

ID:1034262 · 發(fā)表于 2025-4-17 16:13

抗飽和的

ID:1034262 · 發(fā)表于 2025-4-17 16:16

我是電路原設(shè)計(jì)者。
看完了評(píng)論，居然沒(méi)人知道D1是用于三極管抗飽和的。如果沒(méi)有D1，三極管退出飽和時(shí)間會(huì)有幾個(gè)us，有D1則三極管500ns之內(nèi)就能截止。
說(shuō)D1沒(méi)有作用的，都是憑感覺(jué)而已，沒(méi)有人去測(cè)試一下嗎？加單點(diǎn)，就是上拉一個(gè)1K電阻，5V供電，就可以測(cè)試了，使用雙綜數(shù)字示波器。

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-17 18:43

coody_sz 發(fā)表于 2025-4-17 16:16
我是電路原設(shè)計(jì)者。
看完了評(píng)論，居然沒(méi)人知道D1是用于三極管抗飽和的。如果沒(méi)有D1，三極管退出飽和時(shí)間會(huì) ...

既然是原設(shè)計(jì)者，那么，可說(shuō)其減小時(shí)間原理？
另Q7集電極直接10K是否能正常工作？

ID:1109793 · 發(fā)表于 2025-4-17 19:12

coody_sz 發(fā)表于 2025-4-17 16:16
我是電路原設(shè)計(jì)者。
看完了評(píng)論，居然沒(méi)人知道D1是用于三極管抗飽和的。如果沒(méi)有D1，三極管退出飽和時(shí)間會(huì) ...

那么原理呢？科普一下唄

ID:1137639 · 發(fā)表于 2025-4-17 20:59

D1不用也是可以的,它同三極管中的二極管方向相同,只要三極管耐壓足夠高就不會(huì)高壓灌入的危險(xiǎn),假設(shè)三極管損壞屬于短路則二極管一點(diǎn)用處都沒(méi)有,可以斷定為多余.應(yīng)該是這個(gè)原因。

ID:1148352 · 發(fā)表于 2025-4-17 23:02

D1能夠防止輸出電壓通過(guò)Q9 PNP的射極基極二極管或者R3的路徑灌入到PWM信號(hào)，通常這類(lèi)驅(qū)動(dòng)電路都是以弱信號(hào)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)輸出，PWM信號(hào)通常來(lái)源于MCU/MPU/SOC/DSP etc...其幅值一般在1.8~5V之間，而VM作為功率管的源一般都是較高電壓如12V/24V etc...

ID:1111014 · 發(fā)表于 2025-4-18 12:25

防止三極管進(jìn)入深度飽和狀態(tài)，影響開(kāi)關(guān)速度，你可以仿真或者實(shí)測(cè)試試，比較一下有無(wú)二極管時(shí)的區(qū)別。

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-18 14:10

TP801 發(fā)表于 2025-4-18 12:25
防止三極管進(jìn)入深度飽和狀態(tài)，影響開(kāi)關(guān)速度，你可以仿真或者實(shí)測(cè)試試，比較一下有無(wú)二極管時(shí)的區(qū)別。

如果有，就請(qǐng)截圖仿真來(lái)看看，調(diào)節(jié)到10ns觀(guān)察，或者示波器也可，并請(qǐng)闡述其作用原理。

ID:491577 · 發(fā)表于 2025-4-18 16:46

仿真看不出來(lái)

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-18 19:20

hhh402 發(fā)表于 2025-4-18 16:46
仿真看不出來(lái)

三極管中二極管外并聯(lián)二極管如何能從幾個(gè)us減小到500ns？什么道理？

ID:320097 · 發(fā)表于 2025-4-19 23:11

WL0123 發(fā)表于 2025-4-16 21:11
D1就是蛇足，任何典型圖騰柱驅(qū)動(dòng)電路沒(méi)見(jiàn)過(guò)此用法。

D1是個(gè)有用的元件，推挽電路這邊的電壓高，萬(wàn)一損壞的時(shí)候可以防止電壓倒灌進(jìn)入MCU造成損壞，這種設(shè)計(jì)在電磁爐電路里面也有

ID:446156 · 發(fā)表于 2025-4-24 09:32

xiaobendan001 發(fā)表于 2025-4-17 19:12
那么原理呢？科普一下唄

我猜，三極管基極寄生電容存的電可以通過(guò)二極管從集電極釋放掉，沒(méi)有這個(gè)二極管只能從R1釋放掉

ID:1034262 · 發(fā)表于 2025-4-24 12:22

xiaobendan001 發(fā)表于 2025-4-17 19:12
那么原理呢？科普一下唄

看到不少人仍有疑問(wèn)，統(tǒng)一回復(fù)這里：

抗飽和是三極管應(yīng)用最基本的技術(shù)之一。

三極管從深度飽和退出緩慢的原因

電荷存儲(chǔ)效應(yīng)
  在深度飽和時(shí)，基區(qū)會(huì)積累過(guò)量的少數(shù)載流子（NPN管為電子，PNP管為空穴）。
  集電結(jié)正偏導(dǎo)致集電區(qū)也會(huì)注入大量少數(shù)載流子（NPN管集電區(qū)的空穴）。
  這些存儲(chǔ)電荷形成"超量存儲(chǔ)電荷"，需要更長(zhǎng)的關(guān)閉時(shí)間來(lái)清除。

深度飽和時(shí)VCE電壓過(guò)低，出現(xiàn)雙結(jié)正偏效應(yīng)，導(dǎo)致：
  集電結(jié)耗盡層電容處于最大充電狀態(tài)。
  發(fā)射結(jié)電容也完全充電。
  這些電容在退出時(shí)需要重新建立耗盡層，延遲電壓恢復(fù)。

復(fù)合過(guò)程限制
  截止時(shí)存儲(chǔ)電荷主要通過(guò)兩種方式消散：
  (1) 基極反向電流抽走（主導(dǎo)作用），較小的基極電阻可以加快截止，但會(huì)加重驅(qū)動(dòng)負(fù)擔(dān)。
  (2) 載流子本征復(fù)合（速度較慢）
  深度飽和時(shí)PN結(jié)電荷極大，即便有強(qiáng)反向驅(qū)動(dòng)電流，完全清除仍需較長(zhǎng)時(shí)間。

要提高速度，PN結(jié)不要進(jìn)入反偏，減小PN結(jié)充電電荷，使三極管不進(jìn)入深度飽和是最簡(jiǎn)單有效的措施。
有多種抗飽和的電路，有興趣的朋友可以自行去搜索，我大學(xué)時(shí)的模電課本（80年代版本）就有提及。
最簡(jiǎn)單的抗飽和電路就是使用抗飽和二極管，讓三極管的VCE保持在0.5~0.8V左右，而只用一個(gè)肖特基二極管，可以令VCE在0.3V左右，雖然效果比VCE=0.5~0.8V稍差，但電路簡(jiǎn)單，零件少，成本低，工程上可以接受。

有人用虛擬軟件仿真說(shuō)沒(méi)有效果，因?yàn)槲也挥梅抡妫圆恢�，建議實(shí)際搭電路測(cè)試，使用雙蹤數(shù)字示波器觀(guān)察，最小采樣1GHz，最小模擬帶寬50MHz，示波器探頭一定要使用x10檔。下面給一個(gè)結(jié)果參考。測(cè)試時(shí)VCC=5V。

ID:401564 · 發(fā)表于 2025-4-24 13:03

hhh402 發(fā)表于 2025-4-18 16:46
仿真看不出來(lái)

我的仿真電路是看得出來(lái)的,加了二極管是300nS左右關(guān)斷,不加二極管的是660nS左右關(guān)斷
但是,這個(gè)在無(wú)刷驅(qū)動(dòng)中并沒(méi)有什么用,電感電流不能突變,最初的電流并不會(huì)太大,所以,也幾乎看不到有人用這個(gè)電路的,不知道有這個(gè)電路存在也是正常的

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-25 10:19

用參數(shù)接近的三極管作測(cè)試，BC817頻率100M，比8050的150M還小些，仿真看下圖：

這是正弦波驅(qū)動(dòng)

這是方波驅(qū)動(dòng)

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-25 11:57

之前示波器時(shí)間調(diào)大了，不用發(fā)表，看新的。

方波，可見(jiàn)并聯(lián)二極管反而時(shí)間多了。

正弦波

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-25 13:48

再補(bǔ)充一張上升圖片，這才是并聯(lián)二極管帶來(lái)的變長(zhǎng)影響曲線(xiàn)。

至于正弦波的那個(gè)圖，要品品。

ID:401564 · 發(fā)表于 2025-4-25 14:59

xianfajushi 發(fā)表于 2025-4-25 13:48
再補(bǔ)充一張上升圖片，這才是并聯(lián)二極管帶來(lái)的變長(zhǎng)影響曲線(xiàn)。
至于正弦波的那個(gè)圖，要品品。

品品什么?加了二極管開(kāi)關(guān)速度就是快了呀,這還要品什么
你的仿真就是錯(cuò)的,加了二極管開(kāi)關(guān)就是快了,不是慢了對(duì)比一下我的電路,再看一下你的電路,看一下區(qū)別在哪里
這是64KHZ的仿真結(jié)果,加了二極管就是快了,不是慢了

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-25 17:12

Y_G_G 發(fā)表于 2025-4-25 14:59
品品什么?加了二極管開(kāi)關(guān)速度就是快了呀,這還要品什么
你的仿真就是錯(cuò)的,加了二極管開(kāi)關(guān)就是快了,不是慢 ...

那就調(diào)到64千赫，150M的管子對(duì)于千赫信號(hào)。后級(jí)不管，就論并聯(lián)二級(jí)管的這個(gè)三極管，哪里不同？不就是一個(gè)并聯(lián)二極管，一個(gè)不并聯(lián)二極管？

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-25 17:21

不要心浮氣躁，看我說(shuō)的，要測(cè)試就要拿參數(shù)相近的管子，低頻管子能用在高頻電路？

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-25 17:24

從理論上并聯(lián)也只能是增加結(jié)電容和結(jié)電荷區(qū)，速度自然也會(huì)有影響，變快的理論不成立。

ID:1034262 · 發(fā)表于 2025-4-25 17:47

xianfajushi 發(fā)表于 2025-4-16 22:36
不僅D1多余Q8Q9更是多余，這充分體現(xiàn)了設(shè)計(jì)水平。

你這說(shuō)法，充分說(shuō)明你沒(méi)有實(shí)際做過(guò)這種驅(qū)動(dòng)電路。
D1用于加速三極管截止速度，否則，你將會(huì)有幾個(gè)us的延時(shí)，而PWM周期一般就是20~50us。
PWM加到上管，一般PWM頻率為20~40KHz，MOSFET的等效輸入電容比較大，VGS充電到10V或從10V放電到0V的電量超過(guò)50nC，假設(shè)只用一個(gè)1K上拉電阻放電，中點(diǎn)電壓為5V，則平均電流為5mA，根據(jù)Q=I*t，放電50nC需要t=10us，使用兩個(gè)三極管來(lái)快速充放電，可以達(dá)到500ns的速度。

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-25 18:59

coody_sz 發(fā)表于 2025-4-25 17:47
你這說(shuō)法，充分說(shuō)明你沒(méi)有實(shí)際做過(guò)這種驅(qū)動(dòng)電路。
D1用于加速三極管截止速度，否則，你將會(huì)有幾個(gè)us的延 ...

推斷正確，確實(shí)沒(méi)實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)，現(xiàn)在是紙上談兵，說(shuō)不定將來(lái)會(huì)涉及到。
充放電理論也站得住，但就并聯(lián)二極管來(lái)說(shuō)，理論在上面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，提高速度理論得不到支持的。
至于將來(lái)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)選用管子類(lèi)型，可能也不會(huì)選場(chǎng)效應(yīng)管，或許選高頻大功率場(chǎng)效應(yīng)管型號(hào)。

ID:332444 · 發(fā)表于 2025-4-25 19:25

然而要使得后面管子速度快，也不應(yīng)該并聯(lián)二極管，除非有特別理由以及理論支持。
仿真就不說(shuō)了，大家都有仿真軟件，都可以做，也不是一言堂，不如搭建電路示波器說(shuō)話(huà)，并配合理論支持，論壇嘛，討論還是有益的。
印象中場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)電容應(yīng)該很小。
‌場(chǎng)效應(yīng)管（MOS管）的結(jié)電容主要包括輸入電容Ciss、輸出電容Coss和反向傳輸電容Crss，其具體數(shù)值取決于MOS管的規(guī)格和設(shè)計(jì)。‌
結(jié)電容的定義和影響因素
‌輸入電容Ciss‌：包括柵源電容Cgs和柵漏電容Cgd，其值通常在幾皮法拉（pF）到幾十皮法拉（pF）之間。例如，Ciss = Cgs + Cgd‌
‌輸出電容Coss‌：漏源電容Cds，其值一般在幾皮法拉到幾十皮法拉之間‌
‌反向傳輸電容Crss‌：柵漏電容Cgd，其值也較小，通常在幾皮法拉到幾十皮法拉之間‌
如果是上述同1K電阻則頻率應(yīng)該是在兆赫茲范圍。

ID:401564 · 發(fā)表于 2025-4-26 09:36

xianfajushi 發(fā)表于 2025-4-25 17:12
那就調(diào)到64千赫，150M的管子對(duì)于千赫信號(hào)。后級(jí)不管，就論并聯(lián)二級(jí)管的這個(gè)三極管，哪里不同？不就是一個(gè) ...

這種電路叫抗飽和電路,是電路知識(shí)中的一種,理論依據(jù)什么的就不要去糾結(jié)了,你不知道是因?yàn)檫@種電路并不像恒流或者放大那樣常用,早期高速數(shù)字電路中就有這種應(yīng)用
至于150MHZ對(duì)64KHZ,不要有這種管子隨便能應(yīng)付得過(guò)來(lái)的想法,你先去復(fù)習(xí)一下共發(fā)射極放大電路的頻率特性再說(shuō)
至于電路有什么不同,你的電路跟我的電路明顯就不一樣的呀,包括信號(hào)源,工作電壓,三極管連接方式,根本就是兩個(gè)電路呀
那你為什么不完全按照我的電路去試一下呢?反正你也有這個(gè)仿真軟件,你也能看到我的仿真結(jié)果呀

ID:1034262 · 發(fā)表于 2025-4-26 13:51

xianfajushi 發(fā)表于 2025-4-25 19:25
然而要使得后面管子速度快，也不應(yīng)該并聯(lián)二極管，除非有特別理由以及理論支持。
仿真就不說(shuō)了，大家都有仿 ...

大功率的MOSFET的輸入電容可以到nF級(jí)別，實(shí)際計(jì)算要看Total Charge的庫(kù)倫量，比如AOD403的VGS=10V時(shí)Total Charge為51nF，簡(jiǎn)單線(xiàn)性計(jì)算，恒流驅(qū)動(dòng)，如果要求0.1us就充放電完畢（這是很常用的速度），則要求充放電電流=51*10^-9 / 10^-7 = 0.51A，這就是為什么那些驅(qū)動(dòng)芯片大部分都能提供0.2~2A的驅(qū)動(dòng)電流的原因。下面是我常用的驅(qū)動(dòng)芯片EG2104的驅(qū)動(dòng)電流參數(shù)，死區(qū)100ns，充電2A，放電2.5A。

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