详解MOSFET的驱动技术及应用
mosfet驱动电路工作原理

mosfet驱动电路工作原理MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)是电子学中的一种重要的半导体元件,通常被用作开关、放大器、电压控制器等。
在应用中,MOSFET需要配合驱动电路进行控制,使得电路能够正常工作,充分发挥其功能。
本文将围绕MOSFET驱动电路的工作原理进行详细阐述。
一、MOSFET基本原理MOSFET是一种四端口晶体管,其构造包括栅极、漏极、源极和互补MOSFET洞(NMOS)或场效应管(PMOS)。
MOSFET的栅极和漏极之间有一薄的氧化层,可以控制漏极与源极间的导电通道的状态,从而实现电流的控制。
当控制电压加到栅极上时,电场使得氧化层变薄,导致漏极和源极之间的导通电路打开。
反之,当控制电压从栅极移除,氧化层变厚,电路关闭。
二、MOSFET驱动电路原理MOSFET驱动电路经常被用来控制MOSFET开关转换,以改变电路的工作状态。
MOSFET驱动电路的核心在于控制栅压,使得MOSFET的导通状况可以根据需要实时变化。
常见的MOSFET驱动电路主要包括基本共源极、基本共漏极、共射极三种类型。
1.基本共源极MOSFET驱动电路基本共源极MOSFET驱动电路是一种简单的电路方案。
其原理是利用反向二极管来限制MOSFET栅极的过高电压,防止栅极氧化层损坏。
当输入信号上升时,PN结变为正向偏置,电流通过电阻R1向上流,MOSFET的栅极电压升高,使得MOSFET导通;当输入信号下降时,PN结变为反向偏置,但此时MOSFET的电容被放电,使得MOSFET仍然保持导通状态。
2.基本共漏极MOSFET驱动电路基本共漏极MOSFET驱动电路采用共漏极放大电路作为MOSFET的驱动部分,可以大幅提高驱动能力。
当输入信号上升时,MOSFET的栅极电压升高,使得源极电压下降,共漏极电路对源极提供的电压扩大了MOSFET的驱动功率,从而更好地驱动MOSFET;当输入信号下降时,MOSFET的电容放电,使得MOSFET继续导通。
MOS管都有哪些驱动技术?详细解剖其原理及应用

MOS管都有哪些驱动技术?详细解剖其原理及应用MOSFET简介文章推荐:深入理解MOSFET规格书/datasheet■MOSFET的全称为:metal oxide semiconductor field-effect transistor,中文通常称之为,金属-氧化层-半导体-场效晶体管.■MOSFET最早出现在大概上世纪60年代,首先出现在模拟电路的应用。
■功率MOSFET在上世纪80年代开始兴起,在如今电力电子功率器件中,无疑成为了最重要的主角器件。
MOSFET的简单模型MOSFET的一些主要参数■耐压:通常所说的VDS,或者说是击穿电压。
那么一般MOS厂家是如何来定义这个参数的呢?■上面这个例子显示,当驱动电压为0,Vds达到200V的时候,Id这个电流达到了250uA,这个时候认为已经达到击穿电压。
■不同的厂家对此定义略有不同,但是基本上来说,当电压超过击穿电压,MOS的漏电流就会急剧上升。
■导通电阻:■MOSFET在导通之后,其特性可以近似认为是一个电阻■上面这个例子表示,在驱动电压为10V的时候,导通电阻为0.18欧姆■导通电阻的温度关系:■MOS的导通电阻随温度上升而上升,下图显示该MOS的导通电阻在结温为140度的时候,为20度时候的2倍。
■导通阀值电压:就是当驱动电压到达该值之后,可认为MOS已经开通。
■上面这个例子,可以看到当Vgs达到2-4V的时候,MOS电流就上升到250uA。
这时候可认为MOS已经开始开通。
■驱动电压和导通电阻,最大导通电流之间的关系■从下图可以看到,驱动电压越高,实际上导通电阻越小,而且最大导通电流也越大■导通阀值电压随温度上升而下降■MOSFET的寄生二极管■寄生二极管比较重要的特性,就是反向恢复特性。
这个在ZVS,同步整流等应用中显得尤为重要。
■MOSFET的寄生电容■这三个电容的定义如下:■MOS的寄生电容都是非线性电容,其容值和加在上面的电压有关。
mos管栅极驱动电路

MOS管栅极驱动电路1. 概述MOS管栅极驱动电路是一种用于驱动金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的电路。
在许多应用中,MOSFET被广泛用于功率放大、开关和开关模式电源等领域。
为了确保MOSFET的正常工作,需要一个可靠的驱动电路来提供适当的栅极电压和电流。
本文将介绍MOS管栅极驱动电路的原理、设计要点和常见应用。
2. 原理2.1 MOSFET基本原理MOSFET是一种三端器件,由源极、漏极和栅极组成。
其工作原理基于栅极施加的电压控制漏极和源极之间的导通。
当栅极与源极之间施加正向偏置时,形成一个P型沟道;当施加负向偏置时,形成一个N型沟道。
通过控制栅极与源极之间的电压可以调节漏源之间的导通状态。
2.2 驱动要求为了确保MOSFET能够快速切换和恢复到导通和截止状态,驱动电路需要满足以下要求:•提供足够的栅极电压:MOSFET的栅极电压控制漏源之间的导通,因此驱动电路需要能够提供足够的栅极电压以确保MOSFET正常工作。
•提供足够的栅极电流:为了使MOSFET迅速切换,驱动电路需要能够提供足够的栅极电流以充分充放电栅极。
•快速切换速度:驱动电路需要具有快速切换速度,以确保MOSFET能够迅速从导通到截止状态转换,并反之亦然。
2.3 驱动电路设计常见的MOS管栅极驱动电路包括共源共漏(Source Follower)和半桥(Half-Bridge)驱动。
2.3.1 共源共漏驱动共源共漏驱动是一种简单且常用的驱动方式。
它使用一个NPN晶体管作为开关器件,将其集电极连接到MOSFET的栅极,发射极连接到地。
当输入信号施加在NPN晶体管基极上时,可以通过调节基极电流来控制MOSFET的栅极电压。
共源共漏驱动电路具有以下特点: - 简单可靠:由于采用了常见的晶体管作为开关器件,该驱动电路设计简单且可靠。
- 较慢的切换速度:因为共源共漏驱动使用了NPN晶体管作为开关器件,其切换速度相对较慢。
2.3.2 半桥驱动半桥驱动是一种更高级的驱动方式,它使用两个互补型晶体管组成。
MOS管驱动电路总结

MOS管驱动电路总结MOS(金属氧化物半导体)管驱动电路是一种常见的功率电子器件,用于驱动高功率负载或控制功率器件的开关。
它通过电路中的MOS管(也称为MOSFET)来实现开关效果。
MOSFET驱动电路的设计与应用具有重要意义,下面是对MOS管驱动电路的总结。
一、MOS管的基本原理MOS管是一种具有与传统晶体管相似结构的半导体器件。
它的核心部分是氧化层上的金属层和半导体基区。
MOS管通过改变基区和导通层之间的电阻来实现开关效果。
MOS管具有低输入电阻、高输入阻抗、快速开关速度和较低的功耗等优势。
二、MOS管的驱动方式1.直流驱动:直流驱动方式是最简单的方式,只需将DC信号连接到MOS管的栅极,使其在正常工作区域内工作。
直流驱动方式适用于低频应用。
2.求幅驱动:幅度驱动方式是通过向MOS管的栅极施加一个脉宽调制信号来控制其导通和关闭状态。
脉宽调制信号的幅度决定了MOS管的开启程度,从而控制输出信号的幅度。
求幅驱动方式适用于一些需要调整信号幅度的应用。
3.双电源驱动:双电源驱动方式使用两个电源分别给MOS管的源极和栅极提供电压。
这种驱动方式可以保持MOS管在稳态工作区域内,避免其处于截止区或饱和区,从而提高工作效率。
三、MOS管驱动电路的设计要点1.选择适当的驱动电路结构和元件:常见的MOS管驱动电路结构包括共射极结构、共源结构和H桥结构。
不同结构适用于不同的应用场景。
此外,还需选择合适的电阻、电容和二极管等元件。
2.考虑驱动电源和信号电源的匹配:驱动电路的电源电压应与MOS管的额定电压匹配,以确保稳定可靠的工作。
此外,还需注意输入信号的频率和幅度与驱动电路的匹配性。
3.保护电路的设计:由于MOS管具有较高的功率特性,对驱动电路的保护显得尤为重要。
常见的保护电路包括过流保护、过温保护、过压保护和短路保护等。
4.电流放大器的设计:为了提高MOS管的驱动能力,通常需要使用电流放大器来增大输出电流,从而驱动更大的负载。
MOSFET的驱动技术详解

MOSFET的驱动技术详解1、简介MOSFET作为功率开关管,已经是是开关电源领域的绝对主力器件。
虽然MOSFET作为电压型驱动器件,其驱动表面上看来是非常简单,但是详细分析起来并不简单。
下面我会花一点时间,一点点来解析MOSFET的驱动技术,以及在不同的应用,应该采用什么样的驱动电路。
首先,来做一个实验,把一个MOSFET的G悬空,然后在DS上加电压,那么会出现什么情况呢?很多工程师都知道,MOS会导通甚至击穿。
这是为什么呢?因为我根本没有加驱动电压,MOS怎么会导通?用下面的图,来做个仿真:去探测G极的电压,发现电压波形如下:G极的电压居然有4V多,难怪MOSFET会导通,这是因为MOSFET的寄生参数在捣鬼。
这种情况有什么危害呢?实际情况下,MOS肯定有驱动电路的么,要么导通,要么关掉。
问题就出在开机,或者关机的时候,最主要是开机的时候,此时你的驱动电路还没上电。
但是输入上电了,由于驱动电路没有工作,G级的电荷无法被释放,就容易导致MOS导通击穿。
那么怎么解决呢?在GS之间并一个电阻.那么仿真的结果呢?几乎为0V。
2、驱动能力和驱动电阻什么叫驱动能力,很多PWM芯片,或者专门的驱动芯片都会说驱动能力,比如384X的驱动能力为1A,其含义是什么呢?假如驱动是个理想脉冲源,那么其驱动能力就是无穷大,想提供多大电流就给多大。
但实际中,驱动是有内阻的,假设其内阻为10欧姆,在10V电压下,最多能提供的峰值电流就是1A,通常也认为其驱动能力为1A。
那什么叫驱动电阻呢,通常驱动器和MOS的G极之间,会串一个电阻,就如下图的R3。
驱动电阻的作用,如果你的驱动走线很长,驱动电阻可以对走线电感和MOS结电容引起的震荡起阻尼作用。
但是通常,现在的PCB走线都很紧凑,走线电感非常小。
第二个,重要作用就是调解驱动器的驱动能力,调节开关速度。
当然只能降低驱动能力,而不能提高。
对上图进行仿真,R3分别取1欧姆,和100欧姆。
mosfet电压驱动型器件

mosfet电压驱动型器件MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)是一种常见的电压驱动型器件。
它具有高的开关速度、低的导通电阻和良好的线性特性,因此被广泛应用于电子设备的开关和放大等电路中。
MOSFET的结构由金属栅、氧化物绝缘层和半导体材料构成。
其中,金属栅又称为栅极,是控制MOSFET导通和截止的主要部分。
当栅极接收到一个正向电压时,会在氧化物绝缘层和半导体之间形成一个电场,改变半导体中的电荷分布,从而控制电流的流动。
这种特性使得MOSFET成为一种理想的电压驱动型器件。
MOSFET的电压驱动特性使其在电子设备中的应用广泛。
首先,MOSFET可以作为电子开关使用。
通过控制栅极电压,可以使MOSFET 在导通和截止之间快速切换,实现电路的开关功能。
这种高速开关特性使得MOSFET在计算机、通信设备和电源等领域得到了广泛应用。
MOSFET还可以用作电子放大器。
通过控制栅极电压的变化,可以调节MOSFET的导通电阻,从而改变电流的大小。
这种特性使得MOSFET可以在放大电路中起到放大电压或电流的作用。
因此,在音频放大器、功率放大器和射频放大器等场合中,MOSFET被广泛使用。
除了以上应用外,MOSFET还具有其他一些特点。
首先,MOSFET的输入电阻很高,输出电阻很低,可以减小电路的功耗和干扰。
其次,MOSFET的工作电压范围广,可以适应不同的电压需求。
此外,MOSFET的体积小、散热性能好,可以满足现代电子设备对小型化和高性能的要求。
虽然MOSFET有许多优点,但也存在一些局限性。
首先,MOSFET的栅极电压控制需要外部的电源供应,增加了电路的复杂度和成本。
其次,MOSFET的导通电阻在高温环境下会增加,影响电路的性能。
此外,MOSFET的静态功耗较高,需要通过优化电路设计和采用节能措施来降低功耗。
MOSFET作为一种电压驱动型器件,在电子设备中具有广泛的应用。
其高速开关、低导通电阻和良好的线性特性使其成为电子开关和放大器的理想选择。
功率MOSFET驱动技术详解

功率MOSFET驱动技术详解功率MOSFET具有导通电阻低、负载电流大的优点,因而非常适合用作开关电源(switch-mode powersupplies,SMPS)的整流组件,不过,在选用MOSFET时有一些注意事项。
功率MOSFET 和双极型晶体管不同,它的栅极电容比较大,在导通之前要先对该电容充电,当电容电压超过阈值电压(VGS-TH)时MOSFET才开始导通。
因此,栅极驱动器的负载能力必须足够大,以保证在系统要求的时间内完成对等效栅极电容(CEI)的充电。
在计算栅极驱动电流时,最常犯的一个错误就是将MOSFET的输入电容(CISS)和CEI混为一谈,于是会使用下面这个公式去计算峰值栅极电流。
I = C(dv/dt)实际上,CEI的值比CISS高很多,必须要根据MOSFET生产商提供的栅极电荷(QG)指标计算。
QG是MOSFET栅极电容的一部分,计算公式如下:QG = QGS + QGD + QOD其中:QG--总的栅极电荷QGS--栅极-源极电荷QGD--栅极-漏极电荷(Miller)QOD--Miller电容充满后的过充电荷典型的MOSFET曲线,很多MOSFET厂商都提供这种曲线。
可以看到,为了保证MOSFET 导通,用来对CGS充电的VGS要比额定值高一些,而且CGS也要比VTH高。
栅极电荷除以VGS 等于CEI,栅极电荷除以导通时间等于所需的驱动电流(在规定的时间内导通)。
用公式表示如下:QG = (CEI)(VGS)IG = QG/t导通其中:● QG 总栅极电荷,定义同上。
● CEI 等效栅极电容● VGS 删-源极间电压● IG 使MOSFET在规定时间内导通所需栅极驱动电流图1以往的SMPS控制器中直接集成了驱动器,这对于某些产品而言非常实用,但是,由于这种驱动器的输出峰值电流一般小于1A,所以应用范围比较有限。
另外,驱动器发出的热还会造成电压基准的漂移。
随着市场对“智能型”电源设备的呼声日渐强烈,人们研制出了功能更加完善的SMPS控制器。
MOSFET的简述及工作原理及应用领域解析

MOSFET的简述及工作原理及应用领域解析描述MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor-金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种半导体器件,广泛用于开关目的和电子设备中电子信号的放大。
由于MOSFET的尺寸非常小,因此MOSFET既可以是核心也可以是集成电路,可以在单个芯片中进行设计和制造。
MOSFET器件的引入带来了电子开关领域的变化。
1 什么是MOSFET?MOSFET是具有源极(Source),栅极(Gate),漏极(Drain)和主体(Body)端子的四端子设备。
通常,MOSFET的主体与源极端子连接,从而形成诸如场效应晶体管的三端子器件。
MOSFET通常被认为是晶体管,并且在模拟和数字电路中都使用。
这是MOSFET的基本介绍。
该设备的一般结构如下:场效应晶体管根据上述MOSFET结构,MOSFET的功能取决于沟道宽度中发生的电气变化以及载流子(空穴或电子)的流动。
电荷载流子通过源极端子进入通道,并通过漏极离开。
沟道的宽度由称为栅极的电极上的电压控制,该电极位于源极和漏极之间。
它与极薄的金属氧化物层附近的通道绝缘。
器件中存在的MOS容量是整个操作的关键部分。
带有端子的MOSFETMOSFET可以通过两种方式发挥作用:1)耗尽模式(Depletion Mode)2)增强模式(Enhancement Mode)耗尽模式当栅极端子两端没有电压时,该通道将显示其最大电导。
而当栅极端子两端的电压为正或负时,则沟道电导率会降低。
举例:增强模式当栅极端子两端没有电压时,该器件将不导通。
当栅极端子两端的电压最大时,该器件将显示出增强的导电性。
增强模式2 MOSFET的工作原理MOSFET器件的主要原理是能够控制源极端子和漏极端子之间的电压和电流。
它几乎像一个开关一样工作,并且该设备的功能基于MOS电容器。
MOS电容器是MOSFET的主要部分。
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MOSFET作为功率开关管,已经是是开关电源领域的绝对主力器件。
虽然MOSFET作为电压型驱动器件,其驱动表面上看来是非常简单,但是详细分析起来并不简单。
下面我会花一点时间,一点点来解析MOSFET的驱动技术,以及在不同的应用,应该采用什么样的驱动电路。
首先,来做一个实验,把一个MOSFET的G悬空,然后在DS上加电压,那么会出现什么情况呢?很多工程师都知道,MOS会导通甚至击穿。
这是为什么呢?因为我根本没有加驱动电压,MOS怎么会导通?用下面的图,来做个仿真:去探测G极的电压,发现电压波形如下:G极的电压居然有4V多,难怪MOSFET会导通,这是因为MOSFET的寄生参数在捣鬼。
这种情况有什么危害呢?实际情况下,MOS肯定有驱动电路的么,要么导通,要么关掉。
问题就出在开机,或者关机的时候,最主要是开机的时候,此时你的驱动电路还没上电。
但是输入上电了,由于驱动电路没有工作,G级的电荷无法被释放,就容易导致MOS导通击穿。
那么怎么解决呢?在GS之间并一个电阻.那么仿真的结果呢:几乎为0V.什么叫驱动能力,很多PWM芯片,或者专门的驱动芯片都会说驱动能力,比如384X的驱动能力为1A,其含义是什么呢?假如驱动是个理想脉冲源,那么其驱动能力就是无穷大,想提供多大电流就给多大。
但实际中,驱动是有内阻的,假设其内阻为10欧姆,在10V电压下,最多能提供的峰值电流就是1A,通常也认为其驱动能力为1A。
那什么叫驱动电阻呢,通常驱动器和MOS的G极之间,会串一个电阻,就如下图的R3。
驱动电阻的作用,如果你的驱动走线很长,驱动电阻可以对走线电感和MOS结电容引起的震荡起阻尼作用。
但是通常,现在的PCB走线都很紧凑,走线电感非常小。
第二个,重要作用就是调解驱动器的驱动能力,调节开关速度。
当然只能降低驱动能力,而不能提高。
对上图进行仿真,R3分别取1欧姆,和100欧姆。
下图是MOS的G极的电压波形上升沿。
红色波形为R3=1欧姆,绿色为R3=100欧姆。
可以看到,当R3比较大时,驱动就有点力不从心了,特别在处理米勒效应的时候,驱动电压上升很缓慢。
下图,是驱动的下降沿同样标称7A的mos,不同的厂家,不同的器件,参数是不一样的。
所以没有什么公式可以去计算。
那么驱动的快慢对MOS的开关有什么影响呢?下图是MOS导通时候DS的电压:红色的是R3=1欧姆,绿色的是R3=100欧姆。
可见R3越大,MOS的导通速度越慢。
下图是电流波形红色的是R3=1欧姆,绿色的是R3=100欧姆。
可见R3越大,MOS的导通速度越慢。
可以看到,驱动电阻增加可以降低MOS开关的时候得电压电流的变化率。
比较慢的开关速度,对EMI有好处。
下图是对两个不同驱动情况下,MOS的DS电压波形做付利叶分析得到红色的是R3=1欧姆,绿色的是R3=100欧姆。
可见,驱动电阻大的时候,高频谐波明显变小。
但是驱动速度慢,又有什么坏处呢?那就是开关损耗大了,下图是不同驱动电阻下,导通损耗的功率曲线。
红色的是R3=1欧姆,绿色的是R3=100欧姆。
可见,驱动电阻大的时候,损耗明显大了。
结论:驱动电阻到底选多大?还真难讲,小了,EMI不好,大了,效率不好。
所以只能一个折中的选择了。
那如果,开通和关断的速度要分别调节,怎么办?就用以下电路。
MOSFET的自举驱动。
对于NMOS来说,必须是G极的电压高于S极一定电压才能导通。
那么对于对S极和控制IC 的地等电位的MOS来说,驱动根本没有问题,如上图。
但是对于一些拓扑,比如BUCK(开关管放在上端),双管正激,双管反激,半桥,全桥这些拓扑的上管,就没办法直接用芯片去驱动,那么可以采用自举驱动电路。
看下图的BUCK电路:加入输入12V,MOS的导通阀值为3V,那么对于Q1来说,当Q1导通之后,如果要维持导通状态,Q1的G级必须保证15V以上的电压,因为S级已经有12V了。
那么输入才12V,怎么得到15V的电压呢?其实上管Q1驱动的供电在于Cboot。
看下图,芯片的内部结构:Cboot是挂在boot和LX之间的,而LX却是下管的D级,当下管导通的时候,LX接地,芯片的内部基准通过Dboot(自举二极管)对Cboot充电。
当下管关,上管通的时候,LX点的电压上升,Cboot上的电压自然就被举了起来。
这样驱动电压才能高过输入电压。
当然芯片内部的逻辑信号在提供给驱动的时候,还需要Level shift电路,把信号的电平电压也提上去。
Buck电路,现在有太多的控制芯片集成了自举驱动,让整个设计变得很简单。
但是对于,双管的,桥式的拓扑,多数芯片没有集成驱动。
那样就可以外加自举驱动芯片,48V系统输入的,可以采用Intersil公司的ISL21XX,HIP21XX系列。
如果是AC/DC中,电压比较高的,可以采用IR 的IR21XX系列。
下图是ISL21XX的内部框图。
其核心的东西,就是红圈里的boot二极管,和Level shift电路。
ISL21XX驱动桥式电路示意图:驱动双管电路:驱动有源钳位示意图:当然以上都是示意图,没有完整的外围电路,但是外围其实很简单,参考datasheet即可。
ISL21XX驱动桥式电路示意图:驱动双管电路:驱动有源钳位示意图:当然以上都是示意图,没有完整的外围电路,但是外围其实很简单,参考datasheet即可。
自举电容主要在于其大小,该电容在充电之后,就要对MOS的结电容充电,如果驱动电路上有其他功耗器件,也是该电容供电的。
所以要求该电容足够大,在提供电荷之后,电容上的电压下跌最好不要超过原先值的10%,这样才能保证驱动电压。
但是也不用太大,太大的电容会导致二极管在充电的时候,冲击电流过大。
对于二极管,由于平均电流不会太大,只要保证是快速二极管。
当然,当自举电压比较低的时候,这个二极管的正向压降,尽量选小的。
电容没什么,磁片电容,几百n就可以了。
但是二极管,要超快的,而且耐压要够。
电流不用太大,1A足够。
隔离驱动。
当控制和MOS处于电气隔离状态下,自举驱动就无法胜任了,那么就需要隔离驱动了。
下面来讨论隔离驱动中最常用的,变压器隔离驱动。
看个最简单的隔离驱动电路,被驱动的对象是Q1。
其实MOS只是作为开关管,需要注意的是电机是感性器件,还有电机启动时候的冲击电流。
还有堵转时候的的启动电流。
驱动源参数为12V ,100KHz,D=0.5。
驱动变压器电感量为200uH,匝比为1:1。
红色波形为驱动源V1的输出,绿色为Q1的G级波形。
可以看到,Q1-G的波形为具有正负电压的方波,幅值6V了。
为什么驱动电压会下降呢,是因为V1的电压直流分量,完全被C1阻挡了。
所以C1也称为隔直电容。
下图为C1上的电压。
其平均电压为6V,但是峰峰值,却有2V,显然C1不够大,导致驱动信号最终不够平。
那么把C1变为470n。
Q1-G的电压波形就变成如下:驱动电压变得平缓了些。
如果把驱动变压器的电感量增加到500uH。
驱动信号就如下图:驱动信号显得更为平缓。
这里可以看到,这种驱动,有个明显的特点,就是驱动电平,最终到达MOS的时候,电压幅度减小了,具体减小多少呢,应该是D*V,D为占空比,那么如果D很大的话,驱动电压就会变得很小,如下图,D=0.9发现驱动到达MOS的时候,正压不到2V了。
显然这种驱动不适合占空比大的情况。
从上面可以看到,在驱动工作的时候,其实C1上面始终有一个电压存在,电压平均值为V*D,也就是说这个电容存储着一定的能量。
那么这个能量的存在,会带来什么问题呢?下面模拟驱动突然掉电的情况:可见,在驱动突然关掉之后,C1上的能量,会引起驱动变的电感,C1以及mos的结电容之间的谐振。
如果这个谐振电压足够高的话,就会触发MOS,对可靠性带来危害。
那么如何来降低这个震荡呢,在GS上并个电阻,下图是并了1K电阻之后波形:但是这个电阻会给驱动带来额外的损耗。
如何传递大占空比的驱动:看一个简单的驱动电路。
当D=0.9的时候红色波形为驱动源输出,绿色为到达MOS的波形。
基本保持了驱动源的波形。
同样,这个电路在驱动掉电的时候,比如关机,也会出现震荡。
而且似乎这个问题比上面的电路还严重。
下面尝试降低这个震荡,首先把R5改为1K确实有改善,但问题还是严重,继续在C2上并一个1K的电阻。
绿色的波形,确实更改善了一些,但是问题还是存在。
这是个可靠性的隐患。
对于这个问题如何解决呢?可以采用soft stop的方式来关机。
soft stop其实就是soft start 的反过程,就是在关机的时候,让驱动占空比从大往小变化,直到关机。
很多IC已经集成了该功能。
可看到,驱动信号在关机的时候,没有了上面的那些震荡。
对于半桥,全桥的驱动,由于具有两相驱动,而且相位差为180度,那么如何用隔离变压器来驱动呢?采用一拖二的方式,可以来驱动两个管子。
下图,是两个驱动源的波形:通过变压器传递之后,到达MOS会变成如下:在有源钳位,不对称半桥,以及同步整流等场合,需要一对互补的驱动,那么怎么用一路驱动来产生互补驱动,并且形成死区。
可用下图。
波形如下图:。