mos管工作原理和驅(qū)動(dòng)電路-閱讀頁(yè)
2025-06-01 12:09本頁(yè)面
【正文】 ET的導(dǎo)通壓降已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，并且必將推動(dòng)高壓MOSFET的應(yīng)用。常規(guī)600V耐壓MOSFET導(dǎo)通損耗占總損耗約75%，對(duì)應(yīng)相同總損耗超高速IGBT的平衡點(diǎn)達(dá)160KHZ，其中開關(guān)損耗占約75%。 從以上討論可見，新型高壓MOSFET使長(zhǎng)期困擾高壓MOSFET的導(dǎo)通壓降高的問(wèn)題得到解決；可簡(jiǎn)化整機(jī)設(shè)計(jì)，如散熱器件體積可減少到原40%左右；驅(qū)動(dòng)電路、緩沖電路簡(jiǎn)化；具備抗雪崩擊穿能力和抗短路能力；簡(jiǎn)化保護(hù)電路并使整機(jī)可靠性得以提高。但功率MOSFET的極間電容較大，輸入電容CISS、輸出電容COSS和反饋電容CRSS與極間電容的關(guān)系可表述為： 功率MOSFET的柵極輸入端相當(dāng)于一個(gè)容性網(wǎng)絡(luò)，它的工作速度與驅(qū)動(dòng)源內(nèi)阻抗有關(guān)。假定開關(guān)管飽和導(dǎo)通需要的柵極電壓值為VGS，開關(guān)管的開通時(shí)間TON包括開通延遲時(shí)間TD和上升時(shí)間TR兩部分。 根據(jù)以上對(duì)功率MOSFET特性的分析，其驅(qū)動(dòng)通常要求：觸發(fā)脈沖要具有足夠快的上升和下降速度；②開通時(shí)以低電阻力柵極電容充電，關(guān)斷時(shí)為柵極提供低電阻放電回路，以提高功率MOSFET的開關(guān)速度；③為了使功率MOSFET可靠觸發(fā)導(dǎo)通，觸發(fā)脈沖電壓應(yīng)高于管子的開啟電壓，為了防止誤導(dǎo)通，在其截止時(shí)應(yīng)提供負(fù)的柵源電壓；④功率開關(guān)管開關(guān)時(shí)所需驅(qū)動(dòng)電流為柵極電容的充放電電流，功率管極間電容越大，所需電流越大，即帶負(fù)載能力越大。圖7（a）為常用的小功率驅(qū)動(dòng)電路，簡(jiǎn)單可靠成本低。圖7（b）所示驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)速度很快，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，為防止兩個(gè)MOSFET管直通，～1Ω小電阻用于限流，該電路適用于不要求隔離的中功率開關(guān)設(shè)備。 功率MOSFET屬于電壓型控制器件，只要柵極和源極之間施加的電壓超過(guò)其閥值電壓就會(huì)導(dǎo)通。常用的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)電路的關(guān)斷回路阻抗小，關(guān)斷速度較快，但它不能提供負(fù)壓，故抗干擾性較差?！ ‘?dāng)V1導(dǎo)通時(shí)，V2關(guān)斷，兩個(gè)MOSFET中的上管的柵、源極放電，下管的柵、源極充電，即上管關(guān)斷，下管導(dǎo)通，則被驅(qū)動(dòng)的功率管關(guān)斷；反之V1關(guān)斷時(shí)，V2導(dǎo)通，上管導(dǎo)通，下管關(guān)斷，使驅(qū)動(dòng)的管子導(dǎo)通?！ ≡擈?qū)動(dòng)電路的缺點(diǎn)是需要雙電源，且由于R的取值不能過(guò)大，否則會(huì)使V1深度飽和，影響關(guān)斷速度，所以R上會(huì)有一定的損耗。電路原理如圖9（a）所示，N3為去磁繞組，S2為所驅(qū)動(dòng)的功率管。因不要求漏感較小，且從速度方面考慮，一般R2較小，故在分析中忽略不計(jì)。同時(shí)它還可以作為功率MOSFET關(guān)斷時(shí)的能量泄放回路。由仿真及分析可知，占空比D越小、R1越大、L越大，磁化電流越小，U1值越小，關(guān)斷速度越慢?！ 、谥恍鑶坞娫醇纯商峁?dǎo)通時(shí)的正、關(guān)斷時(shí)負(fù)壓?！ ≡撾娐反嬖诘娜秉c(diǎn)：一是由于隔離變壓器副邊需要噎嗝假負(fù)載防振蕩，故電路損耗較大；二是當(dāng)占空比變化時(shí)關(guān)斷速度變化較大?！ 。?）有隔離變壓器的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)電路。 導(dǎo)通時(shí)隔離變壓器上的電壓為（1D）Ui、關(guān)斷時(shí)為D Ui，若主功率管S可靠導(dǎo)通電壓為12V，而隔離變壓器原副邊匝比N1/N2為12/[（1D）Ui]。該電路具有以下優(yōu)點(diǎn)： ?、匐娐方Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，具有電氣隔離作用。 ?、谠撾娐分恍枰粋€(gè)電源，即為單電源工作?！ 〉撾娐反嬖诘囊粋€(gè)較大缺點(diǎn)是輸出電壓的幅值會(huì)隨著占空比的變化而變化。此時(shí)應(yīng)該注意使其負(fù)電壓值不超過(guò)MOAFET柵極允許電壓。其中UC3724用來(lái)產(chǎn)生高頻載波信號(hào)，載波頻率由電容CT和電阻RT決定。一般來(lái)說(shuō)載波頻率越高驅(qū)動(dòng)延時(shí)越小，但太高抗干擾變差；隔離變壓器磁化電感越大磁化電流越小，UC3724發(fā)熱越少，但太大使匝數(shù)增多導(dǎo)致寄生參數(shù)影響變大，同樣會(huì)使抗干擾能力降低。這種驅(qū)動(dòng)電路僅適合于信號(hào)頻率小于100kHz的場(chǎng)合，因信號(hào)頻率相對(duì)載波頻率太高的話，相對(duì)延時(shí)太多，且所需驅(qū)動(dòng)功率增大，UC3724和UC3725芯片發(fā)熱溫升較高，故100kHz以上開關(guān)頻率僅對(duì)較小極電容的MOSFET才可以。該電路具有以下特點(diǎn)：?jiǎn)坞娫垂ぷ?，控制信?hào)與驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)隔離，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單尺寸較小，尤其適用于占空比變化不確定或信號(hào)頻率也變化的場(chǎng)合。贈(zèng)語(yǔ)； 如果我們做與不做都會(huì)有人笑，如果做不好與做得好還會(huì)有人笑，那么我們索性就做得更好，來(lái)給人笑吧！ 現(xiàn)在你不玩命的學(xué)，以后命玩你。不要做金錢、權(quán)利的奴隸；應(yīng)學(xué)會(huì)做“金錢、權(quán)利”的主人。最值得欣賞的風(fēng)景，是自己奮斗的足跡。壓力不是有人比你努力，而是那些比你牛幾倍的人依然
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