开关电源@@中@@几种常用的@@MOSFET驱动电路@@

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

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

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@@

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@@

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@@。

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