專欄作家
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MOSFET閘極驅動電路,你用過幾種?
2022-03-17 1635

今天分享四種常見的MOS管閘極驅動電路。都用過了嗎?1.IC直接驅動型此電源IC的直接驅動是最常見、最簡單的驅動方式。

圖1 IC直接驅動MOS閘極


使用這種方法時,我們應該注意幾個參數及其影響。

首先查看電源IC說明書,以了解最大峰值驅動電流,因為不同的IC晶片有不同的驅動能力。

其次,檢查MOSFET的寄生電容,例如圖中的C1、C2、C3。電容越大,MOS管導通所需的能量就越大。

如果電源IC沒有足夠的峰值驅動電流,則電晶體將以較慢的速度開啟。如果驅動能力不足,上升沿可能會出現高頻振盪,即使縮小圖1中的Rg也無法解決問題! 但IC驅動能力、MOSFET的寄生電容、MOSFET的開關速度等因素也會影響驅動電阻的選擇,因此Rg無法無限減少。

2.圖騰柱電路增強驅動力。驅動電路的作用是增加電流供給能力,快速完成閘極電容輸入的充電過程。 這種拓撲增加了開通時間,但減少了關斷時間,並且開關管可以快速開通,避免了上升沿的高頻振盪。

圖2 圖騰柱電路增強驅動

3.驅動電路加速MOS管的關斷。

在關斷瞬間,驅動電路能提供一條盡可能最低阻抗的通路,使MOSFET閘極、源極之間的電容快速放電,使開關管快速關閉。

為了確保閘極和源極之間的電容C2快速放電,在Rg2上並聯了一個Rg1和一個二極體D1。D1通常採用快速恢復二極體,縮短關斷時間,減少關斷損耗; Rg2的作用是防止電源IC在關斷時因電流過大而燒壞。

圖3 加速MOS管關斷電路

圖騰柱電路也可以快速關閉。當電源IC的驅動能力足夠時,圖2的電路可以改進為下圖所示的形式。

圖4 改良型加速MOS管關斷電路GS電容放電常用三極管。如果Q1的射極沒有電阻,則PNP電晶體導通時閘極與源極之間的電容會短路,這樣可以在最短時間內實現放電,關斷時交叉損耗最小化。圖4.由於三極管的存在,閘極和源極之間的電容電流不會直接通過功率IC洩放,提高了電路的可靠性。

4.變壓器驅動電路加速MOS管關斷。為了滿足驅動高側MOS電晶體的要求,如圖5所示,通常使用變壓器驅動器,有時用於安全隔離。R1的作用是抑制PCB上的寄生電感與C1形成LC振盪,其設計目的是隔離直流和交流,同時防止磁芯飽和。

圖5 高階MOSFET驅動電路





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