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功率器件MOSFET是目前應用頻率最高的電子元件之一，也是很多電子工程師在入門(mén)學(xué)習時(shí)的重點(diǎn)方向。如果設計得當，MOSFET驅動(dòng)電路可以幫助工程師快速、高效、節能的完成電路系統的驅動(dòng)設計，本文在這里將會(huì )分享一種比較常見(jiàn)的MOSFET驅動(dòng)電路設計方案，該方案尤其適用于小功率電路系統的采用。 下圖中，圖1(a)所展示的是一種目前業(yè)內比較常用的小功率MOSFET驅動(dòng)電路，這一電路系統的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠，且設計成本比較低，尤其適用于不要求隔離的小功率開(kāi)關(guān)設備。圖1(b)所示驅動(dòng)電路開(kāi)關(guān)速度很快，驅動(dòng)能力強，為防止兩個(gè)MOSFET管直通，通常串接一個(gè)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(kāi)關(guān)設備。這兩種電路結構都非常簡(jiǎn)單，比較適合新人工程師的采用和學(xué)習。 在電路系統的應用過(guò)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(guò)其閡值電壓，則電路就會(huì )導通。由于MOsFET存在結電容，關(guān)斷時(shí)其漏源兩端電壓的突然上升將會(huì )通過(guò)結電容在柵源兩端產(chǎn)生干擾電壓。而目前常用的互補驅動(dòng)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，可在此種驅動(dòng)電路的基礎上增加一級由v1、v2、R組成的電路，產(chǎn)生一個(gè)負壓，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中，我們可以看到，當V1導通時(shí)則V2關(guān)斷，此時(shí)這一電路中的兩個(gè)MOSFET中的上管的柵、源極開(kāi)始放電，下管的柵、源極充電，即上管關(guān)斷、下管導通，則被驅動(dòng)的功率管關(guān)斷。反之，當v1關(guān)斷時(shí)v2導通，上管導通，下管關(guān)斷，使驅動(dòng)的管子導通。因為上下兩個(gè)管子的柵、源極通過(guò)不同的回路棄、放電，包含有V2的回路由于V2會(huì )不斷退出飽和直至關(guān)斷，所以對于S1而言導通比關(guān)斷要慢，對于S2而言導通比關(guān)斷要快，所以?xún)晒馨l(fā)熱程度也不完全一樣，S1比S2發(fā)熱要嚴重。該驅動(dòng)電路的缺點(diǎn)是需要雙電源，且由于R的取值不能過(guò)大，否則會(huì )使Vl深度飽和，影響關(guān)斷速度，所以R上會(huì )有一定的損耗。 在平時(shí)的小功率電源設計過(guò)程中，還有一種MOSFET驅動(dòng)電路系統也是比較常用的，其電路系統結構如上圖圖2(b)所示。與圖2(a)所展示的電路結構相比，這一電路系統最大的改進(jìn)之處在于它只需要單電源。其產(chǎn)生的負壓由5.2v的穩壓管提供。同時(shí)PNP管換成NPN管。在該電路中的兩個(gè)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動(dòng)電路相同。 |
