一种线性工作功率MOSFET管并联方法技术

本发明专利技术涉及一种线性工作功率MOSFET管并联方法，该方法包括步骤：(1)根据MOSFET管开启电压最大值VGS(th)max和输入信号的电压Vc选取电阻R1、R2、R4、R5；(2)搭建MOSFET管V1的测试电路；(3)测试MOSFET管V1的栅极电压值V1G1和V1G2；(4)连接MOSFET管V2的测试电路；(5)测试MOSFET管V2的栅极电压值V2G1和V2G2；(6)计算MOSFET管V1和MOSFET管V2的等效参数V1th、V2th；(7)选取电流反馈回路的电阻参数R1'、R2'、R3'、R4'、R5'、R6'；(8)搭建并联电路；该方法可以将均流电路的开环放大倍数由几十倍降低到几倍，实现了较高精度的MOSFET管的均流，可以应用到电机控制等干扰较大的场合。

【技术实现步骤摘要】
一种线性工作功率MOSFET管并联方法
本专利技术涉及一种线性工作功率MOSFET管并联方法，属于MOSFET管应用

技术介绍
功率MOSFET管具有驱动电路简单、无二次击穿等优点，常用于线性放大电路中。在线性工作状态，通常功率MOSFET管的漏-源极电压较大，受其功率损耗的限制，其漏极工作电流较小。为了提高功率MOSFET电路的输出能力，需要采用功率MOSFET管并联的方法，增大电路的工作电流。通常功率MOSFET管的参数离散性较大，以栅极开启电压为例，其最大误差可达2V。功率MOSFET管直接并联，其参数的差异会造成漏极电流相差较大，功率MOSFET管的功耗相差较大，对应的结温相差较大，降低了MOSFET管电路的可靠性，严重时会造成功率MOSFET管烧毁。理想情况，各支并联的功率MOSFET管漏极电流相同，即实现功率MOSFET管均流。实现功率MOSFET管均流的一种思路是从元器件入手，保证功率MOSFET管具有相同的漏极电流～栅极-源极电压曲线。这种方法费时费力，代价较高，较难实现。实现功率MOSFET管均流的另一种思路是采用负反馈的方法。一种负反馈的方法是在功率MOSFET管的源极串入电阻。功率MOSFET管的漏极电流越大，在源极电阻上的电压越大，从而降低了栅极-源极电压，使漏极电流减小。源极电阻越大，均流效果越好，但输出功率减小。该方法均流精度低，降低了输出功率，用于均流要求不高的场合。另一种负反馈的方法是在功率MOSFET管的源极串入小电阻，用以检测源极电流，源极电流检测信号与输入指令进行比较，比较误差放大后控制栅极-源极电压，使漏极电流与输入指令成相应的比例关系。漏极电流与输入指令的误差取决于反馈回路的开环增益，开环增益越高，其误差越小。由于源极电阻较小，不会影响输出功率的大小。这种方法可以获得较高的均流精度，但不适于干扰较大的场合，例如电机控制。为了获得较高的均流精度，需要电流反馈电路有较高的回路增益，但用于电机控制时，电机电流会存在较大的波动，较高的回路增益，使得电机电流波动放大较多，电机控制电路无法正常工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种线性工作功率MOSFET管并联方法，该方法可以将均流电路的开环放大倍数由几十倍降低到几倍，实现了较高精度的MOSFET管的均流，可以应用到电机控制等干扰较大的场合。本专利技术的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：一种线性工作功率MOSFET管并联方法，包括如下步骤：步骤(一)、根据MOSFET管开启电压最大值VGS(th)max和输入信号的电压Vc按如下公式选取电阻R1、电阻R2、电阻R4和电阻R5：R2＝R5；同时选取电流检测电阻Rs1与电流检测电阻Rs2，令：Rs1＝Rs2＝Rs其中：Rs为设定值，MOSFET管包括MOSFET管V1与MOSFET管V2；步骤(二)、搭建MOSFET管V1的测试电路，具体方法如下：将电源E、负载RL、MOSFET管V1、运算放大器A1、电阻R1、电阻R2、电流检测电阻Rs1及信号源Vc连接，其中电阻R1的一端连接信号源Vc，另一端连接运算放大器A1的负输入端；电阻R2的一端连接运算放大器A1的负输入端，另一端连接运算放大器A1的输出端；运算放大器A1的输出端连接MOSFET管V1的栅极，运算放大器A1的正输入端接地；MOSFET管V1的源端通过电流检测电阻Rs1接地，电源E通过负载RL连接MOSFET管V1的漏极；步骤(三)、测试MOSFET管V1的栅极电压值V1G1和V1G2，具体方法如下：接通电源E，调整信号源Vc的电压，使MOSFET管V1工作在设定的最大工作电流IDMAX下，即：使电流检测电阻Rs1两端的电压V1S满足公式：V1S＝Rs1×IDMAX，测量MOSFET管V1的栅极电压值V1G1；再次调整信号源Vc的电压，使MOSFET管V1工作在二分之一的最大工作电流IDMAX下，即：使电流检测电阻Rs1两端的电压V1S满足公式：V1S＝0.5×Rs1×IDMAX，测量MOSFET管V1的栅极电压值V1G2；步骤(四)、连接MOSFET管V2的测试电路，具体方法如下：将步骤(二)搭建的MOSFET管V1的测试电路中去掉电阻R1，使MOSFET管V1不工作，将电源E、负载RL、MOSFET管V2、运算放大器A2、电阻R4、电阻R5、电流检测电阻Rs2及信号源Vc连接，其中电阻R4的一端连接信号源Vc，另一端连接运算放大器A2的负输入端；电阻R5的一端连接运算放大器A2的负输入端，另一端连接运算放大器A2的输出端；运算放大器A2的输出端连接MOSFET管V2的栅极，运算放大器A2的正输入端接地；MOSFET管V2的源端通过电流检测电阻Rs2接地，电源E通过负载RL连接MOSFET管V2的漏极；步骤(五)、测试MOSFET管V2的栅极电压值V2G1和V2G2，具体方法如下：接通电源E，调整信号源Vc的电压，使MOSFET管V2工作在设定的最大工作电流IDMAX下，即：使电流检测电阻Rs2两端的电压V2S满足公式：V2S＝Rs2×IDMAX，测量MOSFET管V2的栅极电压值V2G1；再次调整信号源Vc的电压，使MOSFET管V2工作在二分之一的最大工作电流IDMAX下，即：使电流检测电阻Rs2两端的电压V2S满足公式：V2S＝0.5×Rs2×IDMAX，测量MOSFET管V2的栅极电压值V2G2；步骤(六)、计算MOSFET管V1和MOSFET管V2的等效参数V1th、V2th，具体公式如下：V1th＝2×V1G2-V1G1V2th＝2×V2G2-V2G1；步骤(七)、选取电流反馈回路的电阻参数R1′、R2′、R3′、R4′、R5′、R6′，具体方法如下：当V1th＜V2th时，设定R2′的电阻值，按下列要求选取其它电阻值：R5′＝R2′当V1th≥V2th时，设定电阻R5′的电阻值，按下列要求选取其它电阻值：R2′＝R5′步骤(八)、将步骤(七)得到的电阻参数R1′、R2′、R3′、R4′、R5′、R6′与电源E、负载RL、MOSFET管V1、MOSFET管V2、运算放大器A1、运算放大器A2、电流检测电阻Rs1、电流检测电阻Rs2及信号源Vc进行连接，形成并联电路。在上述线性工作功率MOSFET管并联方法中，步骤(八)中形成并联电路的具体连接方法如下：电阻R1′的一端连接信号源Vc，另一端连接运算放大器A1的负端，电阻R2′的一端连接运算放大器A1的负输入端，另一端连接运算放大器A1的输出端，电阻R3′一端连接运算放大器A1的负输入端，另一端连接MOSFET管V1的源端，运算放大器A1的输出端连接MOSFET管V1的栅极，运算放大器A1的正输入端接地，MOSFET管V1的源端通过电流检测电阻Rs1接地，电阻R4′的一端连接信号源Vc，另一端连接运算放大器A2的负输入端，电阻R5′的一端连接运算放大器A2的负输入端，另一端连接运算放大器A2的输出端，电阻R6′一端连接运算放大器A2的负输入端，另一端连接MOSFET管V2的源端，运算放大器A2的输出端连接MOSFET管V2的栅极，运算放大器A2的正输入端接地，MOSFET管V2的源端通过电流检测电阻Rs2接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线性工作功率MOSFET管并联方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤(一)、根据MOSFET管开启电压最大值VGS(th)max和输入信号的电压Vc按如下公式选取电阻R1、电阻R2、电阻R4和电阻R5：R2R1>VGS(th)max+2|Vc|max]]>R5R4>VGS(th)max+2|Vc|max]]>R2＝R5；同时选取电流检测电阻Rs1与电流检测电阻Rs2，令：Rs1＝Rs2＝Rs其中：Rs为设定值，MOSFET管包括MOSFET管V1与MOSFET管V2；步骤(二)、搭建MOSFET管V1的测试电路，具体方法如下：将电源E、负载RL、MOSFET管V1、运算放大器A1、电阻R1、电阻R2、电流检测电阻Rs1及信号源Vc连接，其中电阻R1的一端连接信号源Vc，另一端连接运算放大器A1的负输入端；电阻R2的一端连接运算放大器A1的负输入端，另一端连接运算放大器A1的输出端；运算放大器A1的输出端连接MOSFET管V1的栅极，运算放大器A1的正输入端接地；MOSFET管V1的源端通过电流检测电阻Rs1接地，电源E通过负载RL连接MOSFET管V1的漏极；步骤(三)、测试MOSFET管V1的栅极电压值V1G1和V1G2，具体方法如下：接通电源E，调整信号源Vc的电压，使MOSFET管V1工作在设定的最大工作电流IDMAX下，即：使电流检测电阻Rs1两端的电压V1S满足公式：V1S＝Rs1×IDMAX，测量MOSFET管V1的栅极电压值V1G1；再次调整信号源Vc的电压，使MOSFET管V1工作在二分之一的最大工作电流IDMAX下，即：使电流检测电阻Rs1两端的电压V1S满足公式：V1S＝0.5×Rs1×IDMAX，测量MOSFET管V1的栅极电压值V1G2；步骤(四)、连接MOSFET管V2的测试电路，具体方法如下：将步骤(二)搭建的MOSFET管V1的测试电路中去掉电阻R1，使MOSFET管V1不工作，将电源E、负载RL、MOSFET管V2、运算放大器A2、电阻R4、电阻R5、电流检测电阻Rs2及信号源Vc连接，其中电阻R4的一端连接信号源Vc，另一端连接运算放大器A2的负输入端；电阻R5的一端连接运算放大器A2的负输入端，另一端连接运算放大器A2的输出端；运算放大器A2的输出端连接MOSFET管V2的栅极，运算放大器A2的正输入端接地；MOSFET管V2的源端通过电流检测电阻Rs2接地，电源E通过负载RL连接MOSFET管V2的漏极；步骤(五)、测试MOSFET管V2的栅极电压值V2G1和V2G2，具体方法如下：接通电源E，调整信号源Vc的电压，使MOSFET管V2工作在设定的最大工作电流IDMAX下，即：使电流检测电阻Rs2两端的电压V2S满足公式：V2S＝Rs2×IDMAX，测量MOSFET管V2的栅极电压值V2G1；再次调整信号源Vc的电压，使MOSFET管V2工作在二分之一的最大工作电流IDMAX下，即：使电流检测电阻Rs2两端的电压V2S满足公式：V2S＝0.5×Rs2×IDMAX，测量MOSFET管V2的栅极电压值V2G2；步骤(六)、计算MOSFET管V1和MOSFET管V2的等效参数V1th、V2th，具体公式如下：V1th＝2×V1G2‑V1G1V2th＝2×V2G2‑V2G1；步骤(七)、选取电流反馈回路的电阻参数R1′、R2′、R3′、R4′、R5′、R6′，具体方法如下：当V1th＜V2th时，设定R2′的电阻值，按下列要求选取其它电阻值：R2′R1′>V1G1|Vc|max+IDMAX×Rs×R2′|Vc|max×R3′]]>R4′=V1thV2th×R1′]]>R5′＝R2′R6′=Rs×IDMAX×R2′×V1thV1G1×V2th+Rs×IDMAX×R2′×V2thR3-V2G1×V1th]]>当V1th≥V2th时，设定电阻R5′的电阻值，按下列要求选取其它电阻值：R5′R4′>V2G1|Vc|max+IDMAX×Rs×R5′|Vc|max×R6′]]>R1′=V2thV1th×R4′]]>R2′＝R5′R3′=Rs×IDMAX×R5′×V2thV2G1×V1th+Rs×IDMAX×R5′×V1thR...

【技术特征摘要】
1.一种线性工作功率MOSFET管并联方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤(一)、根据MOSFET管开启电压最大值VGS(th)max和输入信号的电压Vc按如下公式选取电阻R1、电阻R2、电阻R4和电阻R5：R2＝R5；同时选取电流检测电阻Rs1与电流检测电阻Rs2，令：Rs1＝Rs2＝Rs其中：Rs为设定值，MOSFET管包括MOSFET管V1与MOSFET管V2；步骤(二)、搭建MOSFET管V1的测试电路，具体方法如下：将电源E、负载RL、MOSFET管V1、运算放大器A1、电阻R1、电阻R2、电流检测电阻Rs1及信号源Vc连接，其中电阻R1的一端连接信号源Vc，另一端连接运算放大器A1的负输入端；电阻R2的一端连接运算放大器A1的负输入端，另一端连接运算放大器A1的输出端；运算放大器A1的输出端连接MOSFET管V1的栅极，运算放大器A1的正输入端接地；MOSFET管V1的源端通过电流检测电阻Rs1接地，电源E通过负载RL连接MOSFET管V1的漏极；步骤(三)、测试MOSFET管V1的栅极电压值V1G1和V1G2，具体方法如下：接通电源E，调整信号源Vc的电压，使MOSFET管V1工作在设定的最大工作电流IDMAX下，即：使电流检测电阻Rs1两端的电压V1S满足公式：V1S＝Rs1×IDMAX，测量MOSFET管V1的栅极电压值V1G1；再次调整信号源Vc的电压，使MOSFET管V1工作在二分之一的最大工作电流IDMAX下，即：使电流检测电阻Rs1两端的电压V1S满足公式：V1S＝0.5×Rs1×IDMAX，测量MOSFET管V1的栅极电压值V1G2；步骤(四)、连接MOSFET管V2的测试电路，具体方法如下：将步骤(二)搭建的MOSFET管V1的测试电路中去掉电阻R1，使MOSFET管V1不工作，将电源E、负载RL、MOSFET管V2、运算放大器A2、电阻R4、电阻R5、电流检测电阻Rs2及信号源Vc连接，其中电阻R4的一端连接信号源Vc，另一端连接运算放大器A2的负输入端；电阻R5的一端连接运算放大器A2的负输入端，另一端连接运算放大器A2的输出端；运算放大器A2的输出端连接MOSFET管V2的栅极，运算放大器A2的正输入端接地；MOSFET管V2的源端通过电流检测电阻Rs2接地，电源E通过负载RL连接MOSFET管V2的漏极；步骤(五)、测试MOSFET管V2的栅极电压值V2G1和V2G2，具体方法如下：接通电源E，调整信号源Vc的电压，使MOSFET管V2工作在设定的最大工作电流IDMAX下，即：使电流检测电阻Rs2两端的电压V2S满足公式：V2S＝Rs2×IDMAX，测量MOSFET管V2的栅极电压值V2G1；再次调整信号源Vc的电压，使MOSFET管V2工作在二分之一的最大工作电流IDMAX下，即：使电流检测电阻Rs2两端的电压V2S满足公式：V2S＝0.5×Rs2×IDMAX，测量MOSFET管V2的栅极电压值V2G2；步骤(六)、计算MOSFET管V1和MOSFE...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙仲华，王天悦，何实，郭兴，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11