桥式拓扑结构功率MOSFET驱动电路设计
功率mos管工作原理与几种常见驱动电路图
功率mos管工作原理与几种常见驱动电路图
功率MOSFET的工作原理
截止：漏源极间加正电源，栅源极间电压为零。
P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏，漏源极之间无电流流过。
导电：在栅源极间加正电压UGS，栅极是绝缘的，所以不会有栅极电流流过。
但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开，而将P区中的少子电子吸引到栅极下面的P区表面当UGS大于UT(开启电压或阈值电压)时，栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度，使P型半导体反型成N型而成为反型层，该反型层形成N沟道而使PN结J1消失，漏极和源极导电。
几种MOSFET驱动电路介绍及分析
一. 不隔离的互补驱动电路
图7(a)为常用的小功率驱动电路，简单可靠成本低。
适用于不要求隔离的小功率开关设备。
图7(b)所示驱动电路开关速度很快，驱动能力强，为防止两个MOSFET管直通，通常串接一个0.5～1小电阻用于限流，该电路适用于不要求隔离的中功率开关设备。
这两种电路特点是结构简单。
功率MOSFET属于电压型控制器件，只要栅极和源极之间施加的电压超过其阀值电压就会导通。
由于MOSFET存在结电容，关断时其漏源两端电压的突然上升将会通过结电容在栅源两端产生干扰电压。
常用的互补驱动电路的关断回路阻抗小，关断速度较快，但它不能提供负压，故抗干扰性较差。
为了提高电路的抗干扰性，可在此种驱动电路的基础上增加一级有V1、V2、R组成的电路，产生一个负压，电路原理图如图8所示。
当V1导通时，V2关断，两个MOSFET中的上管的栅、源极放电，下管的栅、源极充电，即上管关断，下管导通，则被驱动的功率管关断;反之V1关断时，V2导通，上管导通，。
电力电子实验指导书功率场效应晶体管(MOSFET)特性与驱动电路研究
实验三功率场效应晶体管(MOSFET)特性与驱动电路研究一．实验目的：1．熟悉MOSFET主要参数的测量方法2．掌握MOSEET对驱动电路的要求3．掌握一个实用驱动电路的工作原理与调试方法二．实验内容1．MOSFET主要参数：开启阀值电压V GS(th),跨导g FS,导通电阻R ds输出特性I D=f（Vsd）等的测试2．驱动电路的输入,输出延时时间测试.3．电阻与电阻、电感性质载时，MOSFET开关特性测试4．有与没有反偏压时的开关过程比较5．栅-源漏电流测试三．实验设备和仪器1．MCL-07电力电子实验箱中的MOSFET与PWM波形发生器部分2．双踪示波器（自配）3．毫安表4．电流表5．电压表4、实验线路见图2—2五．实验方法1．MOSFET主要参数测试（1）开启阀值电压V GS(th)测试开启阀值电压简称开启电压，是指器件流过一定量的漏极电流时（通常取漏极电流I D=1mA)的最小栅源电压。
在主回路的“1”端与MOS 管的“25”端之间串入毫安表，测量漏极电流I D ，将主回路的“3”与“4”端分别与MOS 管的“24”与“23”相连，再在“24”与“23”端间接入电压表, 测量MOS 管的栅源电压Vgs ，并将主回路电位器RP 左旋到底，使Vgs=0。
将电位器RP 逐渐向右旋转，边旋转边监视毫安表的读数，当漏极电流I D =1mA 时的栅源电压值即为开启阀值电压V GS （th ）。
读取6—7组I D 、Vgs ，其中I D =1mA 必测，填入表2—6。
（2）跨导g FS 测试双极型晶体管（GTR ）通常用h FE （β）表示其增益，功率MOSFET 器件以跨导g FS表示其增益。
跨导的定义为漏极电流的小变化与相应的栅源电压小变化量之比，即g FS =△I D /△V GS 。
典型的跨导额定值是在1/2额定漏极电流和V DS =15V 下测得，受条件限制，实验中只能测到1/5额定漏极电流值。
常见的MOSFET驱动方式驱动电路的参数计算
常见的MOSFET驱动方式，驱动电路的参数计算在简单的了解MOS管的基本原理以及相关参数后，如何在实际的电路中运用是我们努力的方向。
比如在实际的MOS驱动电路设计中，如何去根据需求搭建电路，计算参数，根据特性完善电路，根据实际需求留余量等等，在这些约束条件下搭建一个相对完善的电路。
参考了一些资料后，就我目前的需求和自身的理解力分享相关的一些笔记和理解。
1.常见的MOSFET驱动方式直接驱动：最简单的驱动方式，比如用单片机输出PWM信号来驱动较小的MOS。
使用这种驱动方式，应注意几点；一是实际PWM和MOS的走线距离必定导致寄生电感引起震荡噪声，二是芯片的驱动峰值电流，因为不同芯片对外驱动能力不一样。
三是MOS的寄生电容Cgs、Cgd如果比较大，导通就需要大的能量，没有足够的峰值电流，导通的速度就会比较慢。
图腾柱/推拉式驱动电路由两个三极管构成，上管是NPN型，下管是PNP型三极管，两对管共射联接处为输出端，结构类似于乙类推挽功率放大器。
利用这种拓扑放大驱动信号，增强电流能力。
（驱动IC内部也是集成了类似的结构）隔离式驱动电路为了满足安全隔离也会用变压器驱动。
如图其中R1抑制振荡，C1隔直流通交流同时防止磁芯饱和。
隔离式的驱动电路不太常见，就不做过多的了解。
小结：当然除以上驱动电路之外，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是最好的，只能结合具体应用，选择最合适的拓扑。
2.驱动电路的参数计算我的实际工作中碰到最多的驱动电路是以下这种能够控制开关速度的驱动电路，我就以它举例做进一步的分析。
如图，在驱动电阻Rg2上并联一个二极管。
其中D1常用快恢复二极管，使关断时间减小同时减小关断损耗，Rg1可以限制关断电流，R1为mos管栅源极的下拉电阻，给mos管栅极积累的电荷提供泄放回路。
（根据MOSFET栅极高输入阻抗的特性，一点点静电或者干扰都可能导致MOS管误导通，所以R1也起降低输入阻抗作用，一般取值在10k~几十k）Lp为驱动走线的杂散寄生电感，包括驱动IC引脚、MOS引脚、PCB走线的感抗，精确的数值很难确定，通常取几十nH。
MOSFET管经典驱动电路设计大全
在设计便携式设备和无线产品时，提高产品性能、延长电池工作时间是设计人员需要面对的两个问题。
DC-DC转换器具有效率高、输出电流大、静态电流小等优点，非常适用于为便携式设备供电。
目前DC-DC转换器设计技术发展主要趋势有：（1）高频化技术：随着开关频率的提高，开关变换器的体积也随之减小，功率密度也得到大幅提升，动态响应得到改善。
小功率DC-DC转换器的开关频率将上升到兆赫级。
（2）低输出电压技术：随着半导体制造技术的不断发展，微处理器和便携式电子设备的工作电压越来越低，这就要求未来的DC-DC变换器能够提供低输出电压以适应微处理器和便携式电子设备的要求。
这些技术的发展对电源芯片电路的设计提出了更高的要求。
首先，随着开关频率的不断提高，对于开关元件的性能提出了很高的要求，同时必须具有相应的开关元件驱动电路以保证开关元件在高达兆赫级的开关频率下正常工作。
其次，对于电池供电的便携式电子设备来说，电路的工作电压低（以锂电池为例，工作电压2.5～3.6V），因此，电源芯片的工作电压较低。
MOS管具有很低的导通电阻，消耗能量较低，在目前流行的高效DC－DC 芯片中多采用MOS管作为功率开关。
但是由于MOS管的寄生电容大，一般情况下NMOS开关管的栅极电容高达几十皮法。
这对于设计高工作频率DC－DC 转换器开关管驱动电路的设计提出了更高的要求。
在低电压ULSI设计中有多种CMOS、BiCMOS采用自举升压结构的逻辑电路和作为大容性负载的驱动电路。
这些电路能够在低于1V电压供电条件下正常工作，并且能够在负载电容1～2pF的条件下工作频率能够达到几十兆甚至上百兆赫兹。
本文正是采用了自举升压电路，设计了一种具有大负载电容驱动能力的，适合于低电压、高开关频率升压型DC－DC转换器的驱动电路。
电路基于Samsung AHP615 BiCMOS工艺设计并经过Hspice仿真验证，在供电电压1.5V ，负载电容为60pF时，工作频率能够达到5MHz以上。
单相桥式PWM逆变电路设计
单相桥式PWM逆变电路设计介绍单相桥式PWM逆变电路的背景和重要性单相桥式PWM逆变电路是一种常见的电力电子技术应用，广泛用于交流电能转换为直流电能的场合。
由于其高效、可靠的特点，被广泛运用于电力系统中的UPS（不间断电源）、电机驱动和太阳能逆变器等领域。
在现代电力系统中，交流电能的应用日益增多，而很多电子设备却需要使用直流电能。
因此，采用桥式PWM逆变电路来实现交流电与直流电的转换是非常必要和重要的。
本文将详细讨论单相桥式PWM逆变电路的设计原理和关键技术。
首先，将介绍PWM技术的基本原理，并解释为什么选择桥式逆变器。
其次，将详细讲解桥式逆变器的工作原理和电路结构。
最后，将给出一种基于控制策略的桥式逆变器设计方案。
通过本文的研究，读者将能够深入了解单相桥式PWM逆变电路的设计原理和实践应用，为电力系统和电子设备的设计提供有益的参考。
单相桥式PWM逆变电路是一种常用的电力电子变换器。
它通过控制开关器件的开关周期和占空比，将直流电源转换为交流电源，实现电能的变换和调节。
该逆变电路的基本组成包括：单相桥式整流电路：它由四个可控开关器件组成，通常使用MOSFET或IGBT等器件，用于将交流电源转换为直流电源。
PWM调制电路：PWM调制电路通过控制开关器件的开关周期和工作占空比，可以实现输出电压的调节和波形控制。
滤波电路：滤波电路用于平滑输出电压，去除输出电压中的高频噪声和谐波。
输出变压器：输出变压器用于将逆变电路的输出电压变换为所需的电压等级。
单相桥式PWM逆变电路的工作原理是：首先，经过单相桥式整流电路的整流，将交流电源转换为直流电源；然后，通过PWM 调制电路控制开关器件的开关周期和工作占空比，将直流电源转换为交流电源；最后，经过滤波电路的处理，输出平滑的交流电压。
这样，单相桥式PWM逆变电路实现了将直流电源转换为交流电源的功能，可以广泛应用于电力电子变换器、逆变电源、变频调速等领域。
本文讨论了单相桥式PWM逆变电路的设计步骤和注意事项。
步进电机H桥功率驱动电路设计
步进电机H桥功率驱动电路设计步进电机是一种特殊的直流电机，可以通过一定的控制方式实现精准的角度控制。
步进电机的驱动电路通常采用H桥功率驱动电路，其中H桥电路是通过四个开关元件（通常是MOSFET管或者IGBT管）和两个电源组成的，能够实现电机的正、反向旋转。
H桥电路由四个开关元件组成，其中开关S1和S4连接在一起，共同控制电机的一个端口，开关S2和S3连接在一起，共同控制电机的另一个端口。
H桥电路有四种状态：S1和S4为导通状态，S2和S3为截止状态；S2和S3为导通状态，S1和S4为截止状态；S1和S3为导通状态，S2和S4为截止状态；S2和S4为导通状态，S1和S3为截止状态。
步进电机的驱动原理是通过控制H桥电路的四种状态，使得电机在施加电源电压的不同方向上旋转。
控制步进电机的一个重要参数是步距角，即电机每转一圈所走过的角度。
根据步距角的大小，步进电机可以分为全角步进电机和半角步进电机。
全角步进电机的步距角为360度/步数，控制方式可以是单相驱动方式或者双相驱动方式。
单相驱动方式只需要两个驱动电路，一个控制电机的一个端口，另一个端口通过调整S1和S4的导通时间来实现，通过调整导通的时间长短，可以控制电机的速度。
双相驱动方式需要四个驱动电路，分别控制电机的两个端口，通过交替切换四种状态来实现控制。
半角步进电机的步距角为360度/（2×步数）。
控制半角步进电机通常采用四相驱动方式，需要八个驱动电路，通过交替切换八种状态来实现控制。
四相驱动方式的原理是将步进电机的一个端口分成四段，通过施加电源电压的不同顺序，使得电机在不同的相邻段上产生磁场，并完成旋转。
步进电机的驱动电路设计需要考虑以下几个问题：1.驱动电路的工作电压范围，要能适应电机的额定电压以及工作电压波动范围。
2.驱动电路的开关元件的选型，要能够满足电流和功率的要求，并具有足够的开关速度。
3.驱动电路的保护措施，要考虑过流、过热等异常情况的保护。
NMCL版电力电子技术实验一之MOSFET特性及驱动电路
示波器直流输入方式，1V/div量 程，探头衰减开关位于10X处。
示波器探头衰减开关位于10X处。
1.2
NMCL-07挂件主回路单元的“1”端与MOS 管的漏极“D”端之间串入万用表（漏极 电流ID测量）。 NMCL-31单元给定G部分输出“Ug”及地 端分别与MOS管的“G”、“S”端相连 。 示波器的测量输入接至MOS管的“G”、 “S”端（栅源极电压VGS测量）。
NMCL-07
主回路
R1 L1 R2 2 VD1 S1 3 1
功率器件
吸收电路 4 6
5
V+
7 RDC 1 RDC2
功率器件 C GTR GTO A MOSFET G S E D IGBT C
NMCL-07电
B G E GTR驱动电路 +15V 9 C2 VST C1 R3 8 10 R4 12 11 13 K
NMCL-Ⅲ电力电子技术实验台
NMCL-07
主回路
R1 L1 R2 2 VD1 S1 3 1
功率器件
吸收电路 4 6
5
V+
7 RDC 1 RDC2
功率器件 C GTR GTO A MOSFET G S E D IGBT C
NMCL-07
B G E GTR驱动电路 +15V 9 C2 VST C1 R3 8 10 R4 12 11 13 K
此时设备应有正常的控制电压LED指示。
NMCL-Ⅲ电力电子技术实验台
NMCL-32电源控制屏
FUSE
U
漏电断路器
FUSE
FUSE
V W
FUSE
三相桥式有源逆变电路的设计内容
三相桥式有源逆变电路的设计内容下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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MOSFET半桥驱动电路要点
MOSFET半桥驱动电路要点一、MOSFET半桥驱动电路的工作原理MOSFET半桥驱动电路由两个MOSFET和两个驱动电路组成。
其中，一个MOSFET被称为高侧MOSFET，负责控制负载之间的正电源连接；另一个MOSFET称为低侧MOSFET，负责控制负载之间的地连接。
驱动电路通过调整控制信号的频率和占空比，控制MOSFET的导通和截止，从而控制负载的开关状态。
二、MOSFET半桥驱动电路的优点1.高效率：MOSFET具有低导通电阻和快速开关速度，能够提供高效率的功率转换。
2.可靠性高：MOSFET具有较高的动态响应和较低的导通电阻，降低了功率损耗和瞬态温度上升。
3.高频特性好：由于MOSFET具有快速开关速度，因此可以在高频范围内工作，满足一些特殊应用的需求。
4.体积小：MOSFET半桥驱动电路的体积相对较小，适用于有限的空间。
三、MOSFET半桥驱动电路的要点1.驱动电路设计：驱动电路需要提供适宜的电压和电流给MOSFET，保证其可靠的开关动作。
驱动电路通常由开关电路、电流供应器和电压变换器等组成。
2.控制信号：控制信号包括频率和占空比两个参数。
频率通常由驱动电路自动生成，而占空比则由控制器调节，调整占空比能够控制开关频率和负载的平均电压。
3.选择合适的MOSFET：MOSFET的选择应该根据负载的特性和需求进行。
主要考虑导通电阻、开关速度和功率耗散等参数，以确保MOSFET在驱动电路中正常工作。
4.过电压和过电流保护：MOSFET在工作过程中可能会遇到过电压和过电流的情况，因此需要设置保护电路，以避免损坏MOSFET。
常用的保护电路包括过压保护、过流保护和过温保护等。
四、MOSFET半桥驱动电路的应用MOSFET半桥驱动电路广泛应用于各种领域，如电机驱动、电源转换、电磁阀控制等。
在电机驱动领域中，MOSFET半桥驱动电路可以实现对电机的正、反转控制，调整电机的转速和力矩。
在电源转换领域中，MOSFET半桥驱动电路可以实现高效率的功率转换，提供稳定的输出电压和电流。
干货!一种简易的MOSFET自举驱动电路设计分享
干货!一种简易的MOSFET自举驱动电路设计分享功率开关器件MOSFET 在驱动电路中的应用频率在最近几年直线上升，在一些中小功率的开关电源产品中，利用MOSFET 完成驱动电路的设计不仅省时省力，还具有良好的功率转换效果。
本文将会为各位工程师分享一种建议的MOSFET 自举驱动电路设计方案，下面就让我们一起来看看吧。
相信大多数工程师都非常了解的一个设计要求是，在一个开关电源的电路设计过程中，驱动电路的工作要求是在最短的时间内改变MOSFET 的阻抗，使其从最大值转换成最小值。
实际的导通时间至少是理论值的数量级2、3 倍的时间延迟。
这一要求也从侧面说明了一个问题，那就是MOSFET 的寄生参数比抽象出来的模型复杂的多，它们将会随驱动电压的改变而改变。
而自举驱动电路的设计目的是把这些电容充满，使门极电压达到导通值。
主板buck 电路设计中，为降低续流二极管的导通损耗，用低导通阻值的场效应管代替二极管，上下两个开关管交错导通,即所谓同步整流模式，其电路设计效果如下图图1 所示。
图1 同步整流结构中的上下端开关管在图1 所展示的这一同步整流结构的电路图中可以看到，下端开关管源极接地驱动相对简单，上端源极(Phase 端)电压在0Vin 间变化，驱动时需要自举电路实现门源间的电压差。
因此，根据功率器件MOSFET 的开关特点，本文设计了带自举能力的MOSFET 推挽驱动电路，其电路结构的设计图下图图2 所示。
图2 MOSFET 驱动和门极放电回路设计图2 所展示的这一MOSET 驱动和门极放电回路结构中，这种电路主要被用于图1 所展示的上端开关管的驱动，由于上端MOSFET 的源极接滤波器和下。