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功率器件MOSFET是目前應(yīng)用頻率最高的電子元件之一，也是很多電子工程師在入門學(xué)習(xí)時的重點(diǎn)方向。如果設(shè)計得當(dāng)，MOSFET驅(qū)動電路可以幫助工程師快速、高效、節(jié)能的完成電路系統(tǒng)的驅(qū)動設(shè)計，本文在這里將會分享一種比較常見的MOSFET驅(qū)動電路設(shè)計方案，該方案尤其適用于小功率電路系統(tǒng)的采用。 下圖中，圖1(a)所展示的是一種目前業(yè)內(nèi)比較常用的小功率MOSFET驅(qū)動電路，這一電路系統(tǒng)的特點(diǎn)是簡單可靠，且設(shè)計成本比較低，尤其適用于不要求隔離的小功率開關(guān)設(shè)備。圖1(b)所示驅(qū)動電路開關(guān)速度很快，驅(qū)動能力強(qiáng)，為防止兩個MOSFET管直通，通常串接一個0.5一1Ω小電阻用于限流，該電路適用于不要求隔離的中功率開關(guān)設(shè)備。這兩種電路結(jié)構(gòu)都非常簡單，比較適合新人工程師的采用和學(xué)習(xí)。 在電路系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，由于功率MOSFET屬于一種電壓型控制器件，因此只要其本身的柵極和源極之間施加的電壓超過其閡值電壓，則電路就會導(dǎo)通。由于MOsFET存在結(jié)電容，關(guān)斷時其漏源兩端電壓的突然上升將會通過結(jié)電容在柵源兩端產(chǎn)生干擾電壓。而目前常用的互補(bǔ)驅(qū)動電路的關(guān)斷回路阻抗小，關(guān)斷速度較快，但它不能提供負(fù)壓，故其抗干擾性較差。因此，為了提高電路的抗干擾性，可在此種驅(qū)動電路的基礎(chǔ)上增加一級由v1、v2、R組成的電路，產(chǎn)生一個負(fù)壓，其電路原理圖如圖2(a)所示。 在圖2(a)所展示的這一電路系統(tǒng)中，我們可以看到，當(dāng)V1導(dǎo)通時則V2關(guān)斷，此時這一電路中的兩個MOSFET中的上管的柵、源極開始放電，下管的柵、源極充電，即上管關(guān)斷、下管導(dǎo)通，則被驅(qū)動的功率管關(guān)斷。反之，當(dāng)v1關(guān)斷時v2導(dǎo)通，上管導(dǎo)通，下管關(guān)斷，使驅(qū)動的管子導(dǎo)通。因為上下兩個管子的柵、源極通過不同的回路棄、放電，包含有V2的回路由于V2會不斷退出飽和直至關(guān)斷，所以對于S1而言導(dǎo)通比關(guān)斷要慢，對于S2而言導(dǎo)通比關(guān)斷要快，所以兩管發(fā)熱程度也不完全一樣，S1比S2發(fā)熱要嚴(yán)重。該驅(qū)動電路的缺點(diǎn)是需要雙電源，且由于R的取值不能過大，否則會使Vl深度飽和，影響關(guān)斷速度，所以R上會有一定的損耗。 在平時的小功率電源設(shè)計過程中，還有一種MOSFET驅(qū)動電路系統(tǒng)也是比較常用的，其電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如上圖圖2(b)所示。與圖2(a)所展示的電路結(jié)構(gòu)相比，這一電路系統(tǒng)最大的改進(jìn)之處在于它只需要單電源。其產(chǎn)生的負(fù)壓由5.2v的穩(wěn)壓管提供。同時PNP管換成NPN管。在該電路中的兩個MoSFET中，上管的發(fā)熱情況要比下管較輕，其工作原理與上面分析的驅(qū)動電路相同。 |
