基于MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用
基于变压器隔离的功率MOSFET驱动电路参数设计
基于变压器隔离的功率MOSFET驱动电路参数设计廖鸿飞;梁奇峰;彭建宇【摘要】介绍了基于单电容变压器隔离及双电容变压器隔离的功率MOSFET驱动电路,并对驱动电路中各元器件的参数设计进行了详细的论述。
进一步对所提出的设计方法进行了实验验证,实验结果表明该设计方法是合理有效的,驱动波形平滑无振荡,并且有较快的上升时间。
%This paper introduces the power MOSFET driver circuit based on the single capacitor and dual capacitors transformer isolation, then analyzes the circuit and discusses the parameter design for the driver components in detail. Experiment designs for the isolation driver circuit has verified the parameter design method is feasible. The test result shows the diver waveform has a short rise time, smooth and no oscillation.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2012(029)003【总页数】3页(P31-32,51)【关键词】隔离驱动;驱动变压器;功率MOSFET【作者】廖鸿飞;梁奇峰;彭建宇【作者单位】中山火炬职业技术学院,广东中山528400;中山火炬职业技术学院,广东中山528400;中山火炬职业技术学院,广东中山528400【正文语种】中文【中图分类】TM461;TN860 引言功率场效应晶体管（功率MOSFET）是一种单极型电压控制器件，没有少数载流子的存储效应，具有开关速度快，开关频率高，输入阻抗高等优点，因此在开关电源装置中得到了广泛的应用［1－2］。
隔离mosfet mos管 场效应管模块 替代继电器电路-概述说明以及解释
隔离mosfet mos管场效应管模块替代继电器电路-概述说明以及解释1.引言1.1 概述隔离MOSFET（MOS管）场效应管模块作为一种新型的电子器件，正在逐渐成为替代传统继电器电路的热门选择。
传统的继电器电路由于存在机械结构，在工作过程中容易产生噪声、寿命短、响应时间长等问题，限制了其在现代电子设备中的应用。
而隔离MOSFET场效应管模块因其具有高速响应、可靠性强、功耗低等特点，逐渐受到了工程师和电子爱好者的青睐。
本文将重点介绍隔离MOSFET（MOS管）和继电器电路的基本原理和特点，分析它们在不同应用场景下的工作原理及优缺点。
通过比较两者的特点，旨在探讨隔离MOSFET（MOS管）作为继电器电路的替代品的可行性和推广性。
本文将分为三个部分来进行阐述：引言、正文和结论。
引言部分概述了文章的主要内容和结构，同时阐述了撰写本文的动机和目的。
正文部分将详细介绍MOSFET（MOS管）和继电器电路的基本原理以及它们的工作原理和应用场景。
结论部分将总结MOSFET（MOS管）在替代继电器电路中的优势，并分析其在实际应用中的可行性和推广性。
通过详细的论述和分析，有助于读者全面了解隔离MOSFET（MOS 管）和继电器电路的不同特点，进而评估隔离MOSFET（MOS管）作为继电器电路的替代品的可行性，并为相关领域的工程师和研究人员提供参考和借鉴。
随着科技的不断发展和进步，寻找更加先进、高效、可靠的电子器件，已经成为了当前电子工程领域的一项重要任务。
1.2文章结构文章结构：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将对本文的概述进行介绍，解释MOSFET (MOS管)和继电器电路的基本概念及其作用。
接着将介绍文章的结构和主要内容，提供给读者一个清晰的整体框架。
最后，说明本文的目的，即研究和探讨隔离MOSFET MOS管场效应管模块替代继电器电路的可行性和优势。
正文部分将主要分为两个章节，第一章节将详细介绍MOSFET (MOS 管)的基本原理和特点，包括其结构、工作原理和优势。
mosfet电压隔离驱动方案
mosfet电压隔离驱动方案MOSFET电压隔离驱动方案随着现代电子技术的快速发展，电路的稳定性和可靠性要求也越来越高。
在一些特殊的应用场景中，如高频电路、高压电路、噪声环境下的电路等，需要对电路进行电压隔离来提高系统的稳定性和安全性。
MOSFET电压隔离驱动方案因其高速、低功耗和可靠性等优势，成为了一种常用的解决方案。
MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）是一种常见的半导体器件，具有高速开关和低功耗的特点。
通过控制MOSFET的栅极电压，可以实现对电路的开关控制。
而MOSFET电压隔离驱动方案则是利用MOSFET的特性来实现电路之间的电压隔离。
在MOSFET电压隔离驱动方案中，一般会使用光耦来实现电路间的隔离。
光耦是一种能够将电路间的信号通过光信号进行转换的器件。
它由发光二极管（LED）和光敏二极管（光电晶体管）组成。
当输入信号施加在发光二极管上时，发光二极管会发出光信号，光信号经过隔离区域后，被光敏二极管接收并转换为与输入信号相同的电信号。
通过光耦将输入信号与MOSFET的栅极连接起来，当输入信号施加在光耦上时，光敏二极管会产生相应的电信号，通过MOSFET的栅极电压来控制MOSFET的导通和关断。
由于光耦实现了输入信号和MOSFET之间的电气隔离，可以有效地提高系统的稳定性和安全性。
MOSFET电压隔离驱动方案具有以下几个优势：1. 高速开关：MOSFET具有快速的开关速度，可以实现高频电路的要求。
通过光耦隔离驱动MOSFET，可以实现输入信号的快速响应，提高系统的响应速度。
2. 低功耗：MOSFET的工作电流较小，具有较低的功耗。
通过光耦隔离驱动MOSFET，可以进一步降低功耗，提高系统的能效。
3. 可靠性高：MOSFET具有较高的可靠性，长时间工作不易出现故障。
通过光耦隔离驱动MOSFET，可以避免外部电源的电压干扰和噪声对系统的影响，提高系统的稳定性和可靠性。
4. 成本低：MOSFET电压隔离驱动方案相对于其他电压隔离方案来说，成本较低。
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。
互补MOSFET的脉冲变压器隔离驱动电路设计
Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ ２０００ ／ Ｉｎｔｅｌ Ｐｅｎｔｉｕｍ ＩＩＩ ８００ＭＨｚ ／ ＲｅａｌＴｅｋ ８１３９ １００Ｍｂｐｓ／ ２５６ＭＢ ＲＡＭ；
创
引言
新 随着电力半导体器件的发展， 已经出现了各种各 样的全控型器件， 最常用的有适用于大功率场合的大 功 率 晶 体 管 （ＧＴＲ）、适 用 于 中 小 功 率 场 合 但 快 速 性 较 好
功 率 ＭＯＳＦＥＴ 的 栅 极 输 入 端 相 当 于 一 个 容 性 网 络， 它的工作速度与驱动源内阻抗有关。理想的栅极 驱动电路的等效电路如图所示， 由于 Ｃｉｓｓ 的存在， 静态 时栅极驱动电流几乎为零， 但在开通和关断动态过程 中， 仍需要一定的驱动电流。
金一鸣：硕士研究生
够快的上升和下降速度； ②开通时以低电阻为栅极电 容充电， 关断时为栅极提供低电阻放电回路， 以提高 功率 ＭＯＳＦＥＴ 的开关速度；③为了使功率 ＭＯＳＦＥＴ 可 靠触发导通， 触发脉冲电压应高于管子的开启电压， 为了防止误导通， 在其截止时应提供足够负的反向栅 源电压； ④功率开关管开关时所需驱动电流为栅极电 容的充放电电流， 功率管极间电容越大， 所需电流越 大， 即带负载能力越大。
功率 ＭＯＳＦＥＴ 是电压型驱动器件， 没有少数载流 子的存贮效应， 输入阻抗高， 因而开关速度可以很高， 驱动功率小， 电路简单。但功率 ＭＯＳＦＥＴ 的极间电容 较大， 其等效电路如图 １ 所示， 输入电容 Ｃｉｓｓ， 输出电容 Ｃｏｓｓ 和反馈电容 Ｃｒｓｓ 与极间电容的关系可表示为：
单端mos管(场效应管)驱动变压器
单端mos管(场效应管)驱动变压器
《单端mos管驱动变压器》
单端mos管(场效应管)驱动变压器是一种常用的电子元件，它能够将输入的电信号转换成能够
驱动变压器的信号。
单端mos管驱动变压器主要用于电力电子设备中，如变频器、逆变器等。
单端mos管驱动变压器的工作原理是利用mos管的导通和截止来控制输入信号的变化。
当
mos管处于导通状态时，输入信号能够通过mos管传递给变压器；而当mos管处于截止状态时，输入信号无法通过mos管传递给变压器。
通过控制mos管的导通和截止状态，就能够实现对
输出信号的控制。
在实际应用中，单端mos管驱动变压器具有一些优点。
首先，它具有驱动能力强、响应速度快的特点，能够满足对输出信号速度要求较高的场合。
其次，单端mos管驱动变压器的结构简单、成本低廉，适合大规模生产。
另外，它还能够适应多种输入信号类型，如数字信号、模拟信号等。
然而，单端mos管驱动变压器也存在一些不足之处。
例如，在高频率和高功率下，mos管容易
产生损耗和发热，需要特别注意散热和防过载保护。
此外，mos管驱动变压器的输出信号受到mos管导通和截止状态的影响，可能存在一定的失真。
总的来说，单端mos管驱动变压器在电力电子领域中有着广泛的应用，它能够实现对变压器输出信号的精确控制，为电子设备的正常运行提供保障。
随着技术的不断进步，单端mos管驱动变压器的性能将不断提升，为电力电子领域的发展注入新动力。
SiC功率MOSFET隔离式驱动电路研究
SiC功率MOSFET隔离式驱动电路研究SiC功率MOSFET隔离式驱动电路研究近年来，功率半导体器件研究取得了快速发展，基于碳化硅（Silicon Carbide，SiC）的功率金属氧化物半导体场效应晶体管（Power MOSFET）因其具有低开关损耗、高工作温度和高频特性等优势，成为了电力电子领域的重要组成部分 [1]。
然而，由于其特殊的工作原理和电气特性，SiC功率MOSFET的驱动电路设计和实现面临一系列挑战。
首先，SiC功率MOSFET的开关速度较快，需要驱动电路提供更高的驱动电流和驱动电压，以确保其可靠地开关。
此外，SiC功率MOSFET还具有较高的耦合电容和栅-源电容，使得驱动电路设计需要考虑到能够有效地降低开关损耗和切换噪声。
其次，SiC功率MOSFET的高工作温度要求驱动电路具有较高的温度稳定性和可靠性。
在高温环境下，驱动电路的电器特性可能发生变化，导致SiC功率MOSFET的开关性能下降。
因此，研究开发适用于高温环境下的SiC功率MOSFET隔离式驱动电路至关重要。
此外，SiC功率MOSFET的高频特性也对驱动电路设计提出了挑战。
高频开关过程中，高电流和高电压的快速变化可能引起电压和电流的幅值和相位失真，影响整个电力电子系统的性能。
因此，需要设计驱动电路能够满足高频条件下的快速响应和稳定性要求。
针对以上挑战，研究人员提出了一种基于光耦合器件和驱动芯片的SiC功率MOSFET隔离式驱动电路。
光耦合器件能够实现电气信号的光耦合隔离，提供了良好的电气隔离性能，同时也具有较高的速度和可靠性。
驱动芯片采用了先进的CMOS工艺，能够提供较高的驱动电流和驱动电压，并具有良好的温度稳定性和高频特性。
在SiC功率MOSFET隔离式驱动电路的研究中，需要对光耦合器件和驱动芯片进行详细的设计和优化。
光耦合器件的选取需要考虑耦合系数、响应时间和耐压能力等参数，以满足SiC功率MOSFET的开关速度和隔离要求。
浅析IGBT以及MOSFET器件的隔离驱动技术
浅析IGBT以及MOSFET器件的隔离驱动技术 由于不间断电源的兴起，IGBT技术得以飞速发展。
IGBT的特点是具有电流拖尾效应，因此在关断的瞬间对于抗干扰的性能要求非常严格，需要负压驱动进行辅助。
当MOSFET作用在电路中时，由于MOSFET速度比较快，因此关断过程中不会产生负压，但值得一提的是，在干扰较重的情况下，这一现象是有助于提高可靠性的。
本文将针对IGBT以及MOSFET器件的隔离驱动技术进行大致的介绍，帮助大家理解。
MOSFET以及IGBT绝缘栅双极性大功率管等器件的源极和栅极之间是绝缘的二氧化硅结构，直流电不能通过，因而低频的表态驱动功率接近于零。
但是栅极和源极之间构成了一个栅极电容Cgs，因而在高频率的交替开通和需要关断时需要一定的动态驱动功率。
小功率MOSFET的Cgs一般在10-100pF之内，对于大功率的绝缘栅功率器件，由于栅极电容Cgs较大。
一般在1-100nF之间，因而需要较大的动态驱动功率。
更由于漏极到栅极的密勒电容Cdg，栅极驱动功率往往是不可忽视的。
因IGBT具有电流拖尾效应，在关断时要求更好的抗干扰性，需要负压驱动。
MOSFET速度比较快，关断时可以没有负压，但在干扰较重时，负压关断对于提高可靠性有很大好处。
1. 隔离驱动技术 为可靠驱动绝缘栅器件，目前已有很多成熟电路。
当驱动信号与功率器件不需要隔离时，驱动电路的设计是比较简单的，目前也有了许多优秀的驱动集成电路。
2. 光电耦合器隔离的驱动器 光电耦合器的优点是体积小巧，缺点是反应较慢，因而具有较大的延迟时间(高速型光耦一般也大于300ns);光电耦合器的输出级需要隔离的辅助电源供电。
3. 无源变压器驱动 用脉冲变压器隔离驱动绝缘栅功率器件有三种方法：无源、有源和自给电源驱动。
无源方法就是用变压器次级的输出直流驱动绝缘栅器件，这种方法很简单也不需要单独的驱动电源。
缺点是输出波型失真较大，因为绝缘栅功率器件的栅源电容Cgs一般较大。
- 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)。
基于MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用
如果驱动高压MOS管，我们需要采用变压器驱动的方式和集成的高边开关。
这两个解决方案都有自己的优点和缺点，适合不同的应用。
集成高边驱动器方案很方便，优点是电路板面积较小，缺点是有很大的导通和关断延迟。
变压器耦合解决方案的优点是延迟非常低，可以在很高的压差下工作。
常它需要更多，缺点是需要很多的元件并且对变压器的运行有比较深入的认识。
变压器常见问题和与MOS管驱动相关的问题：
变压器有两个绕组，初级绕组和次级绕组实现了隔离，初级和次级的匝数比变化实现了电压缩放，对于我们的设计一般不太需要调整电压，隔离却是我们最注重的。
理想情况下，变压器是不储存能量的(反激“变压器”其实是耦合电感)。
不过
实际上变压器还是储存了少量能量在线圈和磁芯的气隙形成的磁场区域，这种能量表现为漏感和磁化电感。
对于功率变压器来说，减少漏感可以减少能量损耗，以提高效率。
MOS管驱动器变压器的平均功率很小，但是在开通和关闭的时候传递了很高的电流，为了减少延迟保持漏感较低仍然是必须的。
法拉第定律规定，变压器绕组的平均功率必须为零。
即使是很小的直流分量可能会剩磁，最终导致磁芯饱和。
这条规则对于单端信号控制的变压器耦合电路的设计有着重大影响。
磁芯饱和限制了我们绕组的伏秒数。
我们设计变压器必须考虑最坏情况和瞬时的最大的伏秒数。
(在运行状态下，最坏情况和瞬时的，最大占空比和最大电压输入同时发生的情况)，唯一我们确定的是变压器有一个稳定的电源电压。