基於MOS管驅動變壓器隔離電路分析和應用
發布時間:2018-12-07 責任編輯:lina
【導讀】mos管隔離驅動電路,如果驅動高壓MOS管,我們需要采用變壓器驅動的方式和集成的高邊開關。這兩個解決方案都有自己的優點和缺點,適合不同的應用。
mos管隔離驅動電路,如果驅動高壓MOSguan,womenxuyaocaiyongbianyaqiqudongdefangshihejichengdegaobiankaiguan。zhelianggejiejuefangandouyouzijideyoudianhequedian,shihebutongdeyingyong。jichenggaobianqudongqifanganhenfangbian,youdianshidianlubanmianjijiaoxiao,quedianshiyouhendadedaotongheguanduanyanchi。bianyaqiouhejiejuefangandeyoudianshiyanchifeichangdi,keyizaihengaodeyachaxiagongzuo。changtaxuyaogengduo,quedianshixuyaohenduodeyuanjianbingqieduibianyaqideyunxingyoubijiaoshenruderenshi。bianyaqichangjianwentiheyuMOS管驅動相關的問題:
變(bian)壓(ya)器(qi)有(you)兩(liang)個(ge)繞(rao)組(zu),初(chu)級(ji)繞(rao)組(zu)和(he)次(ci)級(ji)繞(rao)組(zu)實(shi)現(xian)了(le)隔(ge)離(li),初(chu)級(ji)和(he)次(ci)級(ji)的(de)匝(za)數(shu)比(bi)變(bian)化(hua)實(shi)現(xian)了(le)電(dian)壓(ya)縮(suo)放(fang),對(dui)於(yu)我(wo)們(men)的(de)設(she)計(ji)一(yi)般(ban)不(bu)太(tai)需(xu)要(yao)調(tiao)整(zheng)電(dian)壓(ya),隔(ge)離(li)卻(que)是(shi)我(wo)們(men)最(zui)注(zhu)重(zhong)的(de)。理(li)想(xiang)情(qing)況(kuang)下(xia),變(bian)壓(ya)器(qi)是(shi)不(bu)儲(chu)存(cun)能(neng)量(liang)的(de)(反激“變壓器”其實是耦合電感)。不bu過guo實shi際ji上shang變bian壓ya器qi還hai是shi儲chu存cun了le少shao量liang能neng量liang在zai線xian圈quan和he磁ci芯xin的de氣qi隙xi形xing成cheng的de磁ci場chang區qu域yu,這zhe種zhong能neng量liang表biao現xian為wei漏lou感gan和he磁ci化hua電dian感gan。對dui於yu功gong率lv變bian壓ya器qi來lai說shuo,減jian少shao漏lou感gan可ke以yi減jian少shao能neng量liang損sun耗hao,以yi提ti高gao效xiao率lv。MOS管驅動器變壓器的平均功率很小,但是在開通和關閉的時候傳遞了很高的電流,為了減少延遲保持漏感較低仍然是必須的。
法fa拉la第di定ding律lv規gui定ding,變bian壓ya器qi繞rao組zu的de平ping均jun功gong率lv必bi須xu為wei零ling。即ji使shi是shi很hen小xiao的de直zhi流liu分fen量liang可ke能neng會hui剩sheng磁ci,最zui終zhong導dao致zhi磁ci芯xin飽bao和he。這zhe條tiao規gui則ze對dui於yu單dan端duan信xin號hao控kong製zhi的de變bian壓ya器qi耦ou合he電dian路lu的de設she計ji有you著zhe重zhong大da影ying響xiang。磁ci芯xin飽bao和he限xian製zhi了le我wo們men繞rao組zu的de伏fu秒miao數shu。我wo們men設she計ji變bian壓ya器qi必bi須xu考kao慮lv最zui壞huai情qing況kuang和he瞬shun時shi的de最zui大da的de伏fu秒miao數shu。(在運行狀態下,最壞情況和瞬時的,最大占空比和最大電壓輸入同時發生的情況),唯一我們確定的是變壓器有一個穩定的電源電壓。
對於單端應用的功率變壓器來說,很大一部分開關周期需要保留來保證磁芯的正確複位(正激變換器)。複位時間大小限製電路運行的占空比。不過由於采用交流耦合實現了雙向磁化,即使對於單端MOS管驅動變壓器也不是問題。
單端變壓器耦合MOS管驅動電路

隔直電容必須在源邊電路,起到的作用是提供重啟電壓,如果沒有該電容,變壓器的磁化電壓和占空比相關,變壓器磁性可能飽和。


雙端變壓器耦合MOS管驅動電路

MOS管最顯著的特性是開關特性好,所以被廣泛應用於需要電子開關的電路中,常見的如開關電源和馬達驅動電路,也有照明調光。現在的MOS驅動,有幾個特別的需求:
1.低壓應用
當使用5V電源,這時候如果使用傳統的圖騰柱結構,由於三極管的be隻有0.7V左右的壓降,導致實際最終加載gate上的電壓隻有4.3V,這時候,我們選用標稱gate電壓4.5V的MOS管就存在一定的風險。同樣的問題也發生在使用3V或者其他低壓電源的場合。
2.寬電壓應用
輸入電壓並不是一個固定值,它會隨著時間或者其他因素而變動。這個變動導致PWM電路提供給MOS管的驅動電壓是不穩定的。為了讓MOS管在高gate電壓下安全,很多MOS管內置了穩壓管強行限製gate電dian壓ya的de幅fu值zhi。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia,當dang提ti供gong的de驅qu動dong電dian壓ya超chao過guo穩wen壓ya管guan的de電dian壓ya,就jiu會hui引yin起qi較jiao大da的de靜jing態tai功gong耗hao。同tong時shi,如ru果guo簡jian單dan的de用yong電dian阻zu分fen壓ya的de原yuan理li降jiang低digate電壓,就會出現輸入電壓比較高的時候MOS管工作良好,而輸入電壓降低的時候gate電壓不足,引起導通不夠徹底,從而增加功耗。
3.雙電壓應用
在一些控製電路中,邏輯部分使用典型的5V或3.3V數字電壓,而功率部分使用12V甚至更高的電壓。兩個電壓采用共地方式連接。
這就提出一個要求,需要使用一個電路,讓低壓側能夠有效的控製高壓側的MOS管,同時高壓側的MOS管也同樣會麵對1和2提到的問題。
在這三種情況下,圖騰柱結構無法滿足輸出需求,而很多現成的MOS驅動IC,似乎也沒有包含gate電壓限製的結構。
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