使用高压mos作为开关,例如下图(来自于adi官网)ltc2949的典型应用电路中,使用高压mos作为绝缘检测的桥臂开关;选用高压mos的原因是成本相对比光mos要低。
在总电压采样中使用高压mos作为开关的常用原理简图如下:r1、r2为分压电阻,adc通过采集r1上面的电压来计算总压;其中nmos的位置和一般用法不同,它的s级没有直接接地,而是接到了采样电阻r1上;r3、r4为nmos的驱动分压电阻。
问题一:nmos驱动电压的选取
以st的高压mos(型号为std3n95k5ag)为例,如下图(来自于st官网):其vds可最高承受950v的电压。
我们选用mos作为开关时,一般会查看其驱动的门限电压,如下图:vgs(th)在3v~5v之间,所以驱动电压要>5v。
另外,为了尽量减小其导通时的电阻,避免造成采样误差,我们希望mos管处于饱和导通的状态,所以其驱动电压最好大于米勒平台电压,大概为8.5v。(关于米勒平台这里有挺多内容的,实话讲,我也掌握得不全面)
除此之外,还有一个地方容易忽略,就是采样电阻r1上面的分压,假如其在全电压范围内的分压最大为5v,那么mos的驱动电压也要把此部分计算进去,即最小的驱动电压为8.5v+5v=13.5v。
问题二:igss电流问题
mos管与三极管不同,它是电压驱动型,但并不意味着其g、s两端不需要消耗电流,只是一般将mos作为数字开关时这个基本没有影响;但是在今天这个应用中igs是不能被忽略的,下图中给出了此mos的最大igss:为±10ua,这个其实已经很大了。
具体地,如下图所示:这个电流igs也会流经采样电阻r1,必然会造成r1上的采样误差,尤其在高温情况下,igs会增大,造成采样误差也随之增加;这个误差是不能避免的,只能尽量去降低,一种解决方法是降低nmos的vgs驱动电压,调整到既能完全导通mos、又能满足精度要求的电压点。
问题三:idss电流问题
这个是指mos管在未导通时(vgs=0),ds两端的漏电流;此型号mos的idss如下图所示,高温下漏电流可达到50ua。
它的影响在于当我们未驱动mos管导通时,由于ids漏电流的存在,导致r1上面是有压降的,此时会采集到一个电压,但此时理论上电压应该为0v,这样就产生了矛盾,严重时会造成误判,例如当继电器后端的电压采样点,当继电器未闭合时,不应该采集到电压。
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