分享電源設計經驗之MOS管驅動電路
發布時間:2018-04-02 來源:電子說 責任編輯:lina
【導讀】MOSFET因導通內阻低、開關速度快等優點被廣泛應用於開關電源中。MOSFET的驅動常根據電源IC和MOSFET的參數選擇合適的電路。下麵一起探討MOSFET用於開關電源的驅動電路。
在使用MOSFET設計開關電源時,大部分人都會考慮MOSFET的導通電阻、最大電壓、最大電流。但很多時候也僅僅考慮了這些因素,這樣的電路也許可以正常工作,但並不是一個好的設計方案。更細致的,MOSFET還應考慮本身寄生的參數。對一個確定的MOSFET,其驅動電路,驅動腳輸出的峰值電流,上升速率等,都會影響MOSFET的開關性能。
當電源IC與MOS管選定之後,選擇合適的驅動電路來連接電源IC與MOS管就顯得尤其重要了。
一個好的MOSFET驅動電路有以下幾點要求:
開關管開通瞬時,驅動電路應能提供足夠大的充電電流使MOSFET柵源極間電壓迅速上升到所需值,保證開關管能快速開通且不存在上升沿的高頻振蕩。
開關導通期間驅動電路能保證MOSFET柵源極間電壓保持穩定且可靠導通。
關斷瞬間驅動電路能提供一個盡可能低阻抗的通路供MOSFET柵源極間電容電壓的快速泄放,保證開關管能快速關斷。
驅動電路結構簡單可靠、損耗小。
根據情況施加隔離。
下麵介紹幾個模塊電源中常用的MOSFET驅動電路。
1、電源IC直接驅動MOSFET

圖1 IC直接驅動MOSFET
電源ICzhijiequdongshiwomenzuichangyongdequdongfangshi,tongshiyeshizuijiandandequdongfangshi,shiyongzhezhongqudongfangshi,yinggaizhuyijigecanshuyijizhexiecanshudeyingxiang。diyi,zhakanyixiadianyuanIC手冊,其最大驅動峰值電流,因為不同芯片,驅動能力很多時候是不一樣的。第二,了解一下MOSFET的寄生電容,如圖1中C1、C2的值。如果C1、C2的值比較大,MOS管導通的需要的能量就比較大,如果電源IC沒有比較大的驅動峰值電流,那麼管子導通的速度就比較慢。如果驅動能力不足,上升沿可能出現高頻振蕩,即使把圖 1中Rg減小,也不能解決問題!IC驅動能力、MOS寄生電容大小、MOS管開關速度等因素,都影響驅動電阻阻值的選擇,所以Rg並不能無限減小。
2、電源IC驅動能力不足時
如果選擇MOS管寄生電容比較大,電源IC內部的驅動能力又不足時,需要在驅動電路上增強驅動能力,常使用圖騰柱電路增加電源IC驅動能力,其電路如圖 2虛線框所示。

圖2圖騰柱驅動MOS
zhezhongqudongdianluzuoyongzaiyu,tishengdianliutigongnengli,xunsuwanchengduiyuzhajishurudianrongdianhedechongdianguocheng。zhezhongtuopuzengjialedaotongsuoxuyaodeshijian,danshijianshaoleguanduanshijian,kaiguanguannengkuaisukaitongqiebimianshangshengyandegaopinzhendang。
3、驅動電路加速MOS管關斷時間

圖3加速MOS關斷
關斷瞬間驅動電路能提供一個盡可能低阻抗的通路供MOSFET柵zha源yuan極ji間jian電dian容rong電dian壓ya快kuai速su泄xie放fang,保bao證zheng開kai關guan管guan能neng快kuai速su關guan斷duan。為wei使shi柵zha源yuan極ji間jian電dian容rong電dian壓ya的de快kuai速su泄xie放fang,常chang在zai驅qu動dong電dian阻zu上shang並bing聯lian一yi個ge電dian阻zu和he一yi個ge二er極ji管guan,如ru圖tu3所示,其中D1常用的是快恢複二極管。這使關斷時間減小,同時減小關斷時的損耗。Rg2是防止關斷的時電流過大,把電源IC給燒掉。

圖4改進型加速MOS關斷
在第二點介紹的圖騰柱電路也有加快關斷作用。當電源IC的驅動能力足夠時,對圖 2中電路改進可以加速MOS管關斷時間,得到如圖 4所示電路。用三極管來泄放柵源極間電容電壓是比較常見的。如果Q1的發射極沒有電阻,當PNP三極管導通時,柵源極間電容短接,達到最短時間內把電荷放完,最大限度減小關斷時的交叉損耗。與圖3拓撲相比較,還有一個好處,就是柵源極間電容上的電荷泄放時電流不經過電源IC,提高了可靠性。
4、驅動電路加速MOS管關斷時間

圖5隔離驅動
為了滿足如圖 5所示高端MOS管的驅動,經常會采用變壓器驅動,有時為了滿足安全隔離也使用變壓器驅動。其中R1目的是抑製PCB板上寄生的電感與C1形成LC振蕩,C1的目的是隔開直流,通過交流,同時也能防止磁芯飽和。
chuleyishangqudongdianluzhiwai,haiyouhenduoqitaxingshidequdongdianlu。duiyugezhonggeyangdequdongdianlubingmeiyouyizhongqudongdianlushizuihaode,zhiyoujiehejutiyingyong,xuanzezuiheshidequdong。zaishejidianyuanshi,youshangshujigejiaoduchufakaolvruheshejiMOS管的驅動電路,如果選用成品電源,不管是模塊電源、普通開關電源、電源適配器等,這部分的工作一般都由電源設計廠家完成。
致遠電子自主研發、生產的隔離電源模塊已有近20年的行業積累,目前產品具有寬輸入電壓範圍,隔離1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多個係列,封裝形式多樣,兼容國際標準的SIP、DIP等封裝。同時致遠電子為保證電源產品性能建設了行業內一流的測試實驗室,配備最先進、齊全的測試設備,全係列隔離DC-DC電源通過完整的EMC測試,靜電抗擾度高達4KV、浪湧抗擾度高達2KV,可應用於絕大部分複雜惡劣的工業現場,為用戶提供穩定、可靠的電源隔離解決方案。

除chu了le以yi上shang驅qu動dong電dian路lu之zhi外wai,還hai有you很hen多duo其qi它ta形xing式shi的de驅qu動dong電dian路lu。對dui於yu各ge種zhong各ge樣yang的de驅qu動dong電dian路lu並bing沒mei有you一yi種zhong驅qu動dong電dian路lu是shi最zui好hao的de,隻zhi有you結jie合he具ju體ti應ying用yong,選xuan擇ze最zui合he適shi的de驅qu動dong。
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