mosfet半桥驱动电路设计要领
半桥拓扑及应用要求规范
半桥拓扑基础及应用规范摘要本技术文档主要针对半桥逆变器工作原理进行分析。
通过半桥逆变器开关分析得出结论，半桥逆变器可以有条件的实现软开关，从而提高效率。
描述对称半桥的主电路如图1所示。
图1中包括两个互补控制的功率MOSFET，其中M1的占空比为D，M2的占空比为（1－D），DS1和DS2是开关的体二极管，隔直电容C2，作为开关M2开通时的电源。
包括漏感Lk，励磁电感Lm的中心抽头的变压器，原边匝数为Np，副边匝数分别为Ns1和Ns2。
本文档针对下图的半桥逆变器展开分析，首先分析了逆变器架构以及半桥逆变器的优缺点，接着针对高效率的半桥逆变器工作原理进行分析，最后对变压器的设计，高压电容容值得选取进行了仿真，分析，并给出结论。
Figure-1 半桥逆变器架构示意图1.半桥逆变器设计分析因液晶屏本身没有发光功能，这就需要在液晶屏后加一个照明系统，该背光照明系统由发光部件、能使光线均匀照射在液晶表示面的导光板和驱动发光部件的电源构成。
现在发光部件的主流为被称作冷阴极管的萤光管。
其发光原理与室内照明用的热阴管类似，但不需象热阴管那样先预热灯丝，它在较低温状态就能点亮，因此叫冷阴极管。
但要驱动这种冷阴极管需要能输出1000~1500V交流电压的特殊电源。
这种特殊电源称之为逆变器。
小尺寸CCFL（22寸以下）逆变器方案中，由于半桥架构设计简单，成本低，应用非常广泛，通常使用一个P+N的场效应管即可实现，其工作模式比较简单，下图为小尺寸方案中，半桥架构的波形和电路示意图。
从成本和效率的角度考量，大尺寸LCD-TV逆变器的输入逐渐改为由PFC（380V-400V)的输出直接输入，这就是我们所说的LIPS(LCD-TV Integrated Power Supply,液晶集成电源）方案。
Figure-4 LIPS电源和逆变器架构大尺寸LIPS方案逆变器采用半桥或者全桥架构，半桥架构一般采用定频，MOSFET处在硬开关状态，这样会导致MOSFET上面很大的开关损耗，此外这种硬开关导致的EMI必须通过相应的手段去处理才能符合EMC 的规范要求。
mosfet半桥驱动电路设计要领
mosfet半桥驱动电路设计要领
近年来，MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的驱动电路正受到越来越多的关注，由于它特有的优势，如低压驱动、高效率、容量高等，流行于电气和电子领域。
本文旨在研究MOSFET半桥驱动电路设计要领。
首先，MOSFET半桥驱动电路的基本原理应该建立起来，并要明确它的设计思想和控制要素。
MOSFET半桥驱动电路应分为两部分，驱动部分和控制部分。
其次，MOSFET半桥驱动电路的驱动部分应充分考虑电感等电路参数，结合电路的结构，把握它的驱动特性，并在设计中采用先进的工艺。
驱动部分的驱动电路应选择合适的参数，如供电电压、驱动能量、驱动电流或保护电压，以确保驱动信号质量。
此外，MOSFET半桥驱动电路的控制部分应按照驱动电路的工作状态，充分考虑反馈电路对驱动电路的影响，结合温度、可靠性等因素，设计合理的控制电路。
此外，还应根据系统的要求，采用有效的保护措施，以减少故障发生的几率。
最后，应根据实际情况，合理分配各电路的空间ε比较，以及电路中各元件的应力和温度分布，并对MOSFET半桥驱动电路的参数进行全面的测试和校验，确保其安全可靠。
综上所述，MOSFET半桥驱动电路设计要领应全面考虑电路工艺、参数和控制等因素，采取先进的设计思路，同时考虑空间ε比较、元件应力和温度分布等因素，以实现MOSFET半桥驱动电路的设计理念，
并对其参数进行充分的测试和校验，使其安全可靠。
桥式拓扑结构功率MOSFET驱动电路设计
图 2 栅极振荡干扰实测波形
3 驱动电路的改进
3. 1 减小分布电感
若取极限情况, 驱动电路的分布电感为零, 则 驱动信号由式 ( 3) 简化为如下形式
V
gs2
图 3 改进后驱动电路
′
= iZ ′ 2 ( s) = C gd2
R g2 E R g2C gs2 s+ 1 ton
( 6)
对其进行拉氏反变换得
2 1 2
电阻, 在 M O SFET 栅源极间并联电容以延长栅 极 电 容 的 充 电 时 间, 降 低 电 压 变 化 率。 而
M O SFET 的关断时间与开通时间存在着一定的
( 5)
由于振荡频率很高, 使 M O SFET 处于高频 开关状态, 产生很大的开关损耗。 更严重的是若振 荡的幅值达到 M O SFET 的门槛电压, 下管将开 通, 而上管正处于导通状态, 此时将造成上下功率 管的直通现象, 造成M O SFET 的损坏。以上现象 可以通过调整驱动电路参数加以抑制。
′ u gs2
理论上, 开通时间越长 d v d t 应力越小, 振荡 产生的干扰效果就越不显著, 但是由 M O SFET 开关损耗近似公式 [ 4 ] P≈ I m [ ( 0. 165+ 0. 1K ) U gs +
0. 05E ( ton + toff ) f ] ( 9)
( t) =
C gd2 E e C gs2 ton
2 ( R g2
)。 4L 2 = tan - 1 ( Ξ Α 2) ] 2 ; Υ
由式 ( 5) 和式 ( 8) 可知,M O SFET 的开通时间 是影响驱动信号振荡幅值的主要因素, 呈反比例 关系。 若适当增大器件的开通时间, 即可在很大程 度 上 减 小 振 荡 幅 值, 因 此 考 虑 在 驱 动 芯 片 与
电力电子技术课程设计mosfet电压型单相半桥无源逆变电路设计
电力电子技术课程设计一、课程设计的性质和目的1、性质：是电气自动化专业的必修实践性环节。
2、目的：1）培养学生综合运用知识解决问题的能力与实际动手能力；2）加深理解《电力电子技术》课程的基本理论；3）初步掌握电力电子电路的设计方法。
二、课程设计的题目MOSFET电压型单相半桥无源逆变电路设计（阻感性负载）设计条件：（1）输入直流电压：Ui=200V（2）输出功率：500W（3）输出电压波形：1KHz方波三、课程设计的内容，指标内容及要求，应完成的任务1、课程设计的要求1）整流电路的选择2）整流变压器额定参数的计算3）晶闸管（全控型器件）电压、电流额定的选择4）平波电抗器电感值的计算5）保护电路（缓冲电路）的设计6）触发电路（驱动电路）的设计7）画出完整的主电路原理图和控制电路原理图2、指标要求（1）输入直流电压：Ui=200V；（2）输出功率：500W；（3）输出电压波形：1KHz方波。
3、整流电路的选择整流电路选择感容滤波的二极管整流电路，由于电容两端的电压不能突变，故能够保证输出电压为大小恒定的直流电压。
u d波形更平直，电流i2的上升段平缓了许多，这对于电路的工作是有利的。
4、触发电路（驱动电路）的设计实现逆变的主电路中用的是全控型器件MOSFET，触发电路主要是针对它的触发设计，电路的原理图如下图所示。
跟双极性晶体管相比，一般认为使MOS管导通不需要电流，只要GS电压高于一定的值，就可以了。
这个很容易做到，但是，我们还需要速度。
在MOS管的结构中可以看到，在GS，GD之间存在寄生电容，而MOS管的驱动，实际上就是对电容的充放电。
对电容的充电需要一个电流，因为对电容充电瞬间可以把电容看成短路，所以瞬间电流会比较大。
选择/设计MOS管驱动时第一要注意的是可提供瞬间短路电流的大小。
第二注意的是，普遍用于高端驱动的NMOS，导通时需要是栅极电压大于源极电压。
而高端驱动的MOS管导通时源极电压与漏极电压(VCC)相同，所以这时栅极电压要比VCC大4V或10V。
半桥式开关电源设计
半橋式開關電源設計摘要随着电子技术的高速发展,电子系统的应用领域越来越广,电子设备的种类也越来越多,电子设备与我们的工作、生活的关系日益密切。
近年来 ,随着功率电子器件(如IGBT、MOSFET)、PWM技术以及电源理论的快速发展 ,新一代的电源电路开始逐步取代传统的电源电路。
该电源电路具有体积小，控制灵活方便，输出特性好、纹波小、负载调整率高等显著优点。
由于開關電源中的功率調整管工作在開關狀態，具有功耗小、效率高、穩壓范圍寬、溫升低、體積小等突出優點，因此在通信設備、數控裝置、儀器儀表、視頻音響、家用電器等電GAGGAGAGGAFFFFAFAF子電路中得到廣泛應用。
開關電源的高頻變換電路形式很多, 常用的變換電路有推挽、全橋、半橋、單端正激式和單端反激式等形式。
本論文采用雙端驅動集成電路——TL494輸的PWM 脈沖控制器設計音響設備供電電源，利用BJT管作為開關管，可以提高電源變壓器的工作效率，有利于抑制脈沖干擾，同時還可以減小電源變壓器的體積。
關鍵詞：TL494，PWM，半橋式電路，開關電源GAGGAGAGGAFFFFAFAFDesign of Half Bridge Switching Power SupplyABSTRACTWith the rapid development of electronic technology, electronic systems, more and more extensive applications, the types of electronic equipment, more and more electronic equipment and people work and live closer and closer. In recent years, with the power electronic devices (such as IGBT, MOSFET), PWM switching power supply technology and development of the theory, a new generation of power began to gradually replace the traditional power supply circuits. The circuit is small,GAGGAGAGGAFFFFAFAFflexible to control the output characteristics of a good, ripple, load adjustment rate and so on.Switching power supply in the power adjustment control work in the off state, with low power consumption, high efficiency, wide voltage range, low temperature rise, and other outstanding advantages of small size, the communication equipment, CNC equipment, Instrumentation, video audio, home appliances so widely used in electronic circuits. High frequency converter switching power supply so many forms of commonly used with push-pull converter, full bridge, half bridge, single-ended forward and the form of single-ended flyback. In thisGAGGAGAGGAFFFFAFAFthesis, two-side driver IC - TL494 PWM pulse output of the controller design car audio power supply in use as a switch MOSFET, can improve the efficiency of the power transformer, is conducive to impulse noise suppression, but also can reduce the size of the power transformer.KEY WORDS: TL494, PWM, Half bridge circuit, Switching powerGAGGAGAGGAFFFFAFAF目錄前言 (1)第1章開關電源基礎技術 (2)1.1 開關電源概述 (2)1.1.1 開關電源的工作原理 (2)1.1.2 開關電源的構成 (3)1.1.3 開關電源的特點 (4)1.2 開關電源典型結構 (4)1.2.1 串聯開關電源結構 (4)1.2.2并聯開關電源結構 (5)1.2.3 正激式結構 (6)GAGGAGAGGAFFFFAFAF1.2.4 反激式結構 (7)1.2.5 半橋型結構 (8)1.2.6 全橋型結構 (9)1.3 開關電源的技術指標 (10)第2章半橋變換電路 (12)2.1 半橋變換電路工作原理 (12)2.2 半橋變換電路的應用 (13)2.3 半橋變換電路中應注意的問題 (14)2.3.1 偏磁問題 (15)2.3.2 用作橋臂的兩個電容選用問題 (15)2.3.3直通問題 (16)2.3.4 半橋電路的驅動問題 (17)GAGGAGAGGAFFFFAFAF2.4 雙極結型晶體管 (17)2.4.1 結構和定義 (17)2.4.2 三極管的特性曲線 (19)第3章脈寬調制芯片TL494應用分析 (23)3.1 TL494管腳圖 (23)3.2 TL494內部電路介紹 (23)3.3 TL494管腳功能及參數 (24)3.4 TL494脈寬調壓原理 (26)第4章 TL494在DC-DC變換中的應用 (28)4.1 音響設備電源簡述 (28)4.2音響供電電路分析 (28)第5章 PCB設計制作 (31)GAGGAGAGGAFFFFAFAF5.1 PCB的設計制作步驟 (31)5.2 注意事項 (33)5.2.1 特殊元件的布局 (33)5.2.2 布線處理 (34)結論 (35)謝辭 (36)參考文獻 (37)附錄 (39)外文資料翻譯 (40)GAGGAGAGGAFFFFAFAF前言電源是實現電能變換和功率傳遞的主要設備。
半桥拓扑结构高端MOSFET驱动方案选择变压器还是硅芯片
半桥拓扑结构高端MOSFET驱动方案选择变压器还是硅芯片在半桥拓扑结构中，驱动MOSFET的方案选择关系到功率转换效率、可靠性和成本等因素。
常见的两种方案包括使用变压器或硅芯片。
首先，变压器驱动方案是传统的方法之一、它通过变压器的耦合传递信号，驱动MOSFET的开关动作。
变压器驱动方案具有以下优点：1.高隔离性和电压传输能力：变压器可以提供良好的隔离性，将输入与输出电路隔离开，从而提高系统的安全性和可靠性。
此外，变压器还可以提供较高的电压传输能力，适用于高压或大功率应用。
2.适应性强：由于变压器可以降低或升高电压，所以可以适应不同的输入和输出电压要求。
这使得变压器驱动方案更加灵活，并且适用于不同的应用场景。
3.动态响应快：变压器驱动方案具有较高的动态响应能力，能够快速地响应输入信号的变化，提供快速而精确的开关动作。
然而，变压器驱动方案也存在一些缺点：1.复杂和体积较大：由于变压器本身需要占用相当大的空间，所以在一些空间受限的应用中，使用变压器驱动方案可能会存在困难。
2.成本较高：变压器的制造和安装相对复杂，需要专门的工艺和技术支持。
这通常会使变压器驱动方案的成本较高。
相比之下，硅芯片驱动方案是一种新的技术发展。
它通过硅芯片中的电路电子元件驱动MOSFET的开关动作。
硅芯片驱动方案具有以下优点：1.简单和体积小：由于硅芯片集成了多个电子元件和电路，所以硅芯片驱动方案相对简单，体积小，适用于空间受限的应用。
2.成本较低：与传统变压器驱动方案相比，硅芯片驱动方案的制造和安装成本较低，从而可以降低整体系统的成本。
3.高效和可靠：硅芯片驱动方案通常具有较高的转换效率和稳定性，能够提供稳定而可靠的开关动作。
然而，硅芯片驱动方案也存在一些挑战和限制：1.电压传输能力弱：硅芯片驱动方案通常不能提供较高的电压传输能力，适用于低电压和小功率应用。
2.隔离性较差：硅芯片驱动方案往往无法提供与变压器相同的隔离性能，从而可能影响系统的安全性和稳定性。
MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解
MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解首先，在选择驱动信号时，应考虑驱动信号的频率、幅值和占空比。
对于多种应用，常用的驱动信号是矩形脉冲信号。
其中，频率的选择通常与被驱动设备的工作频率相关，幅值的选择应根据驱动器的工作电压范围来确定，而占空比的选择则与电机工作要求紧密相关。
其次，在选择电源时，要根据被驱动设备的电压要求和功率要求来确定。
电源电压应与被驱动设备的额定电压相匹配，而电源功率则应适应被驱动设备的负载要求。
然后，在设计驱动电路时，需要选择适当的驱动芯片或电路来提供所需的驱动信号。
常用的驱动芯片包括基于PWM控制的驱动芯片和基于脉冲变压器的驱动芯片。
驱动芯片的选择应根据被驱动设备的工作要求和电源选择进行。
PWM控制的驱动芯片可以通过调节占空比来控制MOSFET的导通和关断。
这种驱动芯片通常具有过压保护、过流保护和短路保护等功能。
脉冲变压器驱动芯片则通过变压器的绕组比例来控制MOSFET的导通和关断。
这种驱动芯片通常具有隔离功能，能够提供更高的驱动电源电压。
在设计保护电路时，可以考虑使用过压保护、过流保护和短路保护等。
过压保护可以通过电压检测电路来实现，一旦电压超过设定值，就会关闭驱动信号。
过流保护可以通过电流检测电路来实现，一旦电流超过设定值，就会关闭驱动信号。
短路保护可以通过电源电流检测电路来实现，一旦电源电流超过设定值，就会关闭驱动信号。
此外，还应注意选择适当的散热措施。
由于半桥驱动电路中MOSFET 会有较大的功率损耗，所以在设计时应考虑散热要求，选择合适的散热器和散热方式，以保证系统的可靠性和稳定性。
总结起来，MOSFET的半桥驱动电路设计要考虑驱动信号选择、电源选择、驱动电路设计和保护电路设计等方面。
通过选择适当的驱动芯片和保护电路，并采取合适的散热措施，可以设计出高效、稳定和可靠的半桥驱动电路。
MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解
MOSFET的半桥驱动电路设计要领详解1.电源电压选择：在设计MOSFET半桥驱动电路时，首先要确定驱动电路所使用的电源电压。
这个选择应该基于系统的需求和应用环境。
通常，驱动电路的电源电压应该比MOSFET的额定电源电压高出一定的余量，以确保稳定可靠的驱动。
2.驱动电路的功率需求：在设计MOSFET半桥驱动电路时，需要确定驱动电路的功率需求，包括输出功率和工作频率。
这些参数将决定所需的驱动电路的稳定性和可靠性。
3.驱动电路的输入信号：4.驱动电路的保护措施：为了确保驱动电路和MOSFET的安全运行，应该在驱动电路中加入一些保护措施。
例如，过流保护、过温保护和过压保护等，以保护MOSFET 免受损坏。
5.驱动电路的逻辑控制：6.驱动电路的电流放大和隔离：驱动电路通常需要对输入信号进行放大和隔离，以确保信号的稳定和可靠的传输。
电流放大器可以使用运算放大器或其他电流放大器来实现。
而隔离通常采用光耦、磁耦或其他隔离器件来实现。
7.驱动电路的引脚连接：在设计MOSFET半桥驱动电路时，需要按照MOSFET的引脚连接要求进行设计。
一般来说，驱动电路的高低电平输出连接到MOSFET的栅极，而驱动电路的地连接到MOSFET的源极。
8.驱动电路的布局和散热设计：为了确保驱动电路能够稳定可靠地工作，需要合理设计驱动电路的布局。
布局时应避免电源线和信号线的交叉干扰，以及防止热源干扰驱动电路。
此外，还需要合理设置散热器，以保持驱动电路的温度在安全范围内。
总结起来，设计MOSFET半桥驱动电路要考虑电源电压、功率需求、输入信号、保护措施、逻辑控制、电流放大和隔离、引脚连接、布局和散热设计等方面的要求。
只有在全面考虑这些要素的情况下，才能设计出稳定可靠的MOSFET半桥驱动电路。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
mosfet半桥驱动电路设计要领
半桥驱动电路是一种常见的驱动电路，常用于驱动MOSFET等功率开
关器件。
本文将介绍设计半桥驱动电路的要领。
驱动电路的基本原理
半桥驱动电路常用于推动半桥拓扑或单刹车拓扑等功率开关电路。
半
桥驱动电路的基本原理是将输入信号通过逻辑电路进行加工和放大，产生
合适的驱动信号，控制MOSFET的导通和截止。
半桥驱动电路通常由输入缓冲电路、逻辑电路、驱动级和输出驱动级
组成。
输入缓冲电路用于接收控制信号，并提供良好的干扰抑制能力。
逻
辑电路主要用于对输入信号进行逻辑运算和判断，产生MOSFET驱动控制
信号。
驱动级用于放大逻辑电路输出信号的电流。
输出驱动级用于提供足
够的电流和电压，驱动MOSFET。
1.选择适当的逻辑门电路
半桥驱动电路通常采用逻辑门电路作为逻辑电路，常用的逻辑门包括
非门、与门、或门、与非门等。
在选择逻辑门时，需要考虑输入信号数量
和类型，以及输出电流和电压的要求。
2.控制信号的处理
输入控制信号通常需要进行处理，以满足MOSFET的驱动要求。
例如，可以通过逻辑运算将多个输入信号合并为一个输出信号，或者通过加工改
变输入信号的电平或时序。
3.驱动级的选择
驱动级需要提供足够的电流来驱动MOSFET的栅极，从而确保MOSFET 能够快速开关。
常用的驱动级包括晶体管、共射放大电路、电流转移电路等。
在选择驱动级时，需要考虑输入和输出的电流和电压要求，以及功率损耗和成本等因素。
4.输出级的选择
输出级需要提供足够的电流和电压来驱动MOSFET的源极和漏极。
常用的输出级包括共射放大电路、共基放大电路、共集放大电路等。
在选择输出级时，需要考虑输出电流和电压的要求，以及功率损耗和响应速度等因素。
5.干扰抑制和保护设计
半桥驱动电路通常需要具备良好的干扰抑制能力和保护功能。
可以考虑采用滤波电路、隔离电路、过压保护电路、过流保护电路等来提高系统的稳定性和可靠性。
总结
半桥驱动电路设计要注意逻辑门电路的选择、控制信号的处理、驱动级和输出级的选择，以及干扰抑制和保护设计。
在设计过程中，还应注意考虑控制信号的时序关系、电源电压和电流要求，尽量降低功率损耗和成本。
设计一个高性能的半桥驱动电路需要进行仔细的参数分析、电路仿真和实验验证。
通过优化设计和调整参数，可以提高系统的效率、稳定性和可靠性，实现更好的驱动效果。