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  • 本文围绕其驱动电路展开研究,了解驱动电路的基本需求后,设计了一种利用脉冲变压器进行隔离的MOSFET驱动电路,给出驱动电路具体参数设计并进行了详细的阐述。最后在搭建实际模型电路并进行验证,实验数据进一步验证...
  • 在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候,大部分人都会考虑MOS的导通电阻,最大...本文对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的一点总结,其中参考了一些资料,非全部原创。包括MOS管的介绍,特性,驱动以及应用电路。
  • 几种MOSFET驱动电路介绍及分析:不隔离的互补驱动电路与隔离的驱动电路详解。
  • 这是一个大功率高频MOSFET驱动电路,望对相关学者有用!
  • MOSFET datasheet 参数理解及其主要特性,驱动电路设计参考,如需请下载,很不错的资料,希望对你的工作学习有帮助。
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  • MOSFET驱动电路的选择

    2020-11-18 21:51:48
    MOSFET驱动电路的选择: 1、IR21系列:因为主电路的MOSFET开关频率要达到100KHz,原先IR21系列的最短开通关断的时间是1.35uS,达不到100KHz的开关要求.IR最新的驱动IC已经突破这一限制,如IR2011、IR221X系列,均可工作在...
  • 摘要:针对桥式拓扑功率MOSFET因栅极驱动信号振荡产生的桥臂直通问题,给出了计及各寄生参数的驱动电路等效模型,对栅极驱动信号振荡的机理进行了深入研究,分析了驱动电路各参数与振荡的关系,并以此为依据对驱动...
  • 不错的MOSFET驱动电路文档,较为详细的介绍了几种MOSFET的驱动电路!
  • 除上述外,它的内部还集成了3个输人信号处理器ISG、3个高压侧驱动信号的欠电压检测器UVDR及6个低阻抗输出驱动器DR和一个或门电路OR。  IR2130正常工作时,从脉冲形成部分输出的6路脉冲信号,经3个输人信号处理器,...
  • 开关电源由于体积小、重量轻、效率高等优点,应用已越来越普及。MOSFET由于开关速度快、易并联、所需驱动功率低等优点已成为开关电源最常用的功率开关器件...而驱动电路的好坏直接影响开关电源工作的可靠性及性能指标。
  • 摘要:针对桥式拓扑功率MOSFET因栅极驱动信号振荡产生的桥臂直通问题,给出了计及各寄生参数的驱动电路等效模型,对栅极驱动信号振荡的机理进行了深入研究,分析了驱动电路各参数与振荡的关系,并以此为依据对驱动...
  • 浅谈MOSFET驱动电路

    千次阅读 2019-03-18 09:26:06
    下面一起探讨MOSFET用于开关电源的驱动电路。 在使用MOSFET设计开关电源时,大部分人都会考虑MOSFET的导通电阻、最大电压、最大电流。但很多时候也仅仅考虑了这些因素,这样的电路也许可以正常工作,但并不是一个...

    MOSFET因导通内阻低、开关速度快等优点被广泛应用于开关电源中。MOSFET的驱动常根据电源IC和MOSFET的参数选择合适的电路。下面一起探讨MOSFET用于开关电源的驱动电路。

     

    在使用MOSFET设计开关电源时,大部分人都会考虑MOSFET的导通电阻、最大电压、最大电流。但很多时候也仅仅考虑了这些因素,这样的电路也许可以正常工作,但并不是一个好的设计方案。更细致的,MOSFET还应考虑本身寄生的参数。对一个确定的MOSFET,其驱动电路,驱动脚输出的峰值电流,上升速率等,都会影响MOSFET的开关性能。

     

    当电源IC与MOS管选定之后, 选择合适的驱动电路来连接电源IC与MOS管就显得尤其重要了。

     

    一个好的MOSFET驱动电路有以下几点要求:

    (1)开关管开通瞬时,驱动电路应能提供足够大的充电电流使MOSFET栅源极间电压迅速上升到所需值,保证开关管能快速开通且不存在上升沿的高频振荡。

    (2)开关导通期间驱动电路能保证MOSFET栅源极间电压保持稳定且可靠导通。

    (3)关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供MOSFET栅源极间电容电压的快速泄放,保证开关管能快速关断。

    (4)驱动电路结构简单可靠、损耗小。

    (5)根据情况施加隔离。

     

    下面介绍几个模块电源中常用的MOSFET驱动电路。

    1:电源IC直接驱动MOSFET

     

    图 1 IC直接驱动MOSFET

     

    电源IC直接驱动是我们最常用的驱动方式,同时也是最简单的驱动方式,使用这种驱动方式,应该注意几个参数以及这些参数的影响。第一,查看一下电源IC手册,其最大驱动峰值电流,因为不同芯片,驱动能力很多时候是不一样的。第二,了解一下MOSFET的寄生电容,如图 1中C1、C2的值。如果C1、C2的值比较大,MOS管导通的需要的能量就比较大,如果电源IC没有比较大的驱动峰值电流,那么管子导通的速度就比较慢。如果驱动能力不足,上升沿可能出现高频振荡,即使把图 1中Rg减小,也不能解决问题! IC驱动能力、MOS寄生电容大小、MOS管开关速度等因素,都影响驱动电阻阻值的选择,所以Rg并不能无限减小。

     

    2:电源IC驱动能力不足时

    如果选择MOS管寄生电容比较大,电源IC内部的驱动能力又不足时,需要在驱动电路上增强驱动能力,常使用图腾柱电路增加电源IC驱动能力,其电路如图 2虚线框所示。
     

    图 2 图腾柱驱动MOS

     

    这种驱动电路作用在于,提升电流提供能力,迅速完成对于栅极输入电容电荷的充电过程。这种拓扑增加了导通所需要的时间,但是减少了关断时间,开关管能快速开通且避免上升沿的高频振荡。

     

    3:驱动电路加速MOS管关断时间

    图 3 加速MOS关断

     

    关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供MOSFET栅源极间电容电压快速泄放,保证开关管能快速关断。为使栅源极间电容电压的快速泄放,常在驱动电阻上并联一个电阻和一个二极管,如图 3所示,其中D1常用的是快恢复二极管。这使关断时间减小,同时减小关断时的损耗。Rg2是防止关断的时电流过大,把电源IC给烧掉。

     

     

    图 4 改进型加速MOS关断

     

    在第二点介绍的图腾柱电路也有加快关断作用。当电源IC的驱动能力足够时,对图 2中电路改进可以加速MOS管关断时间,得到如图 4所示电路。用三极管来泄放栅源极间电容电压是比较常见的。如果Q1的发射极没有电阻,当PNP三极管导通时,栅源极间电容短接,达到最短时间内把电荷放完,最大限度减小关断时的交叉损耗。与图 3拓扑相比较,还有一个好处,就是栅源极间电容上的电荷泄放时电流不经过电源IC,提高了可靠性。

     

    4:驱动电路加速MOS管关断时间

    图 5 隔离驱动

     

    为了满足如图 5所示高端MOS管的驱动,经常会采用变压器驱动,有时为了满足安全隔离也使用变压器驱动。其中R1目的是抑制PCB板上寄生的电感与C1形成LC振荡,C1的目的是隔开直流,通过交流,同时也能防止磁芯饱和。

     

    除了以上驱动电路之外,还有很多其它形式的驱动电路。对于各种各样的驱动电路并没有一种驱动电路是最好的,只有结合具体应用,选择最合适的驱动。

    展开全文
  • MOSFET驱动电路的设计

    2020-08-03 16:58:36
    我以前写过 MOS管寄生参数的影响和其驱动电路要点 写的比较匆忙,里面错误较多,这段时间潜心修改,整理一部分希望大家能看看。PS:我自己写文章,好像太没有美感了,到处都是1,2,3,4;不过我现在还没想好,是否...
  • 文章对MOSFET及MOSFET驱动电路基础的进行了总结,包括MOS管的介绍,特性,驱动以及应用电路。
  • MOSFET驱动电路设计参考
  • 几种MOSFET驱动电路的研究
  • 根据SiC MOSFET开关特性,设计了一种SiC MOSFET驱动电路,在此基础上采用双脉冲测试方法,对SiC MOSFET的开关时间、开关损耗等进行了实验测量,分析了不同驱动电阻对SiC MOSFET开关时间、开关损耗等的影响。
  • MOSFET驱动电路原理图及PCB板设计电路原理图光耦隔离电路和功率放大电路原理图隔离电源电路原理图PCB layout第一层layout第二层layout(负电层)第三层layout(负电层)第四层layout小技巧 MOSFET驱动电路原理图及...


    MOSFET驱动电路原理图及PCB板设计)

    电路原理图

    整个驱动电路分为三个部分。
    一个是光耦隔离电路,负责把功率侧和逻辑侧隔离开来,防止强电侧电路干扰弱点侧电路。与传统的隔离措施相比,光耦隔离具有体积小、成本低、电磁兼容强的特点。这里选择的光耦隔离芯片是ACPL-4800,隔离电压高达3.75kVRMS。
    一个是功率放大电路,负责给SIC开关管的开通与关断提供驱动电流。这里选择的芯片是IXDN-609,输出峰值电流为9A。
    最后一个是隔离电源,负责给光耦隔离电路和功率放大电路提供驱动电压,也负责提供SIC的开通关断电压的参考值。这里采用的隔离电源芯片是QA01C,输入为+15V,输出为+20V,0V,-4V

    光耦隔离电路和功率放大电路原理图

    在这里插入图片描述电路的优点:
    1、用二级管将栅极开通关断电阻分开,能够通过实验分别调整开通关断电阻的阻值,获得更好的开通关断波形。
    2、R12可以在开关管关断后给栅源电容放电,防止管子击穿。

    隔离电源电路原理图

    在这里插入图片描述
    电路的优点:
    1、设计QA01C输入滤波电路,增加抗EMI干扰的能力。
    2、由于ACPL-4800的供电电压幅值为4.5V-20V,所以需要使用三极管和18V稳压管提供一个17.3V的稳压电源给光耦隔离芯片供电。
    3、设计使用4.1V和24V的稳压二极管对输出电压进行钳位,防止开关管在开通关断时产生过大的电压过充。

    PCB layout

    layout设计的优点:
    1、在功率侧和逻辑侧之间开一个狭槽,提升爬电距离,进一步提升隔离性能。
    2、为了最小化栅极和源极之间的杂散电感,减少由Ldi/dt引起的振铃,采用四层板设计,将所有的输出元件放在顶层(与开关管栅极相连接),第二层设计为S平面(与开关管源级相连接)。由于S平面和顶层平面的电流方向相反,这样可以使两个平面的回路电感最小化。
    3、过孔和层与铺铜的连接方式采用直接连接方式,元器件与层和铺铜难过的连接方式采用花型的连接方式,方便焊接(若直接连接,由于大块铜皮散热太快,容易虚焊)。

    第一层layout

    在这里插入图片描述
    第一层无铺铜,只放元器件。

    第二层layout(负电层)

    在这里插入图片描述
    第二层左边为隔离电源输入电压平面,右边为源级(S)平面。

    第三层layout(负电层)

    在这里插入图片描述
    第三层左边为隔离电源返回电压平面,右边为-4V电压平面。

    第四层layout

    在这里插入图片描述
    第四层左边为隔离电源返回电压平面,右边为+20V平面。

    小技巧

    因为过孔与每一层的连接方式与器件与每一层的连接方式不同,需要新建一条规则,并且把它的优先级设置为最高。具体如下:
    在这里插入图片描述
    新建一个规则,且规则的优先级设为最高
    在这里插入图片描述
    设置所有过孔的连接方式为直接连接。

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  • MOSFET因导通内阻低、开关速度快等优点被广泛应用于开关电源中。MOSFET的驱动常根据电源IC和MOSFET的参数选择合适的电路。下面一起探讨MOSFET用于开关电源的驱动电路
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  • 两种常见的MOSFET驱动电路设计。
  • 本文介绍了常见的几种MOSFET驱动电路的比较与应用。介 绍 并 分析研 究 了几 种较 简单实 用 的 驱 动 电路 , 给 出 了 电 路 图 , 部 分仿 真 波形 或 实验 波 形 。

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