功率MOSFET在正激式驅動電路中的應用簡析

2020-12-05 電子產品世界

　　功率MOSFET在目前一些大功率電源的產品設計中得到了廣泛的應用，此前本文曾經就幾種常見的MOSFET電路設計類型進行了簡單總結和介紹。在今天的文章中，本文將會就這一功率器件的另一種應用方式，即有隔離變壓器存在的互補驅動電路，進行簡要分析。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201603/289096.htm

　　有隔離變壓器的互補驅動電路作為一種比較常見的驅動電路形式，在目前的家電產品設計中應用較多，其典型電路結構如圖1(a)所示。在圖1(a)所給出的電路結構中，V1、V2為互補工作，電容C起隔離直流的作用，T1為高頻、高磁率的磁環或磁罐。

　　  

 

　　圖1 有隔離變壓器的互補驅動

　　  

 

　　圖2 有隔離變壓器的互補驅動的實驗波形

　　當這一有隔離變壓器的互補驅動MOSFET電路被應用在220V電網中正常導通時，此時市電電網所施加在隔離變壓器上的電壓可計算為(1-D)Ui、關斷時則電壓為DUi，若主功率管S可靠導通電壓為12V，則隔離變壓器原副邊匝比NI/N2為12/(1-D)/Ui。為保證導通期間GS電壓穩定C值可稍取大些。實驗波形見圖2(a)。

　　除了有隔離變壓器的互補驅動電路形式應用比較多之外，上圖中還展示了另外一種常見的MOSFET驅動電路，其電路結構如上圖圖1(b)所示。在平時的應用中，這一電路為佔空比大於0.5時適用的驅動電路。在這一電路結構中，Z2為穩壓二極體，此時副邊繞組負電壓值較大，Z2的穩壓值為所需的負向電壓值，超過部分電壓降在電容C2上，其實驗波形見圖2(b)。

　　這種在家電產品中適用的MOSFET驅動電路具有多種優點。首先，這一電路的結構比較簡單可靠，具有電氣隔離作用。當脈寬變化時，驅動的關斷能力不會隨著變化。其次，圖1所展示的這兩種電路只需一個電源就能夠驅動，即可單電源工作。隔直電容C的作用可以在關斷所驅動的管子時提供一個象壓，從而加速了功率管的關斷，且有較高的抗幹擾能力。但該電路所存在的一個較大缺點是輸出電壓的幅值會隨著佔空比的變化而變化，所以該電路比較適用於佔空比固定或佔空比變化範圍不大以及佔空比小於0.5的場合。

相關焦點

  • TLP250功率驅動模塊在IRF840 MOSFET中的應用(圖)
    摘 要：介紹了功率器件驅動模塊tlp250的結構和使用方法，給出了其與功率mosfet和dsp控制器接口的硬體電路圖。功率mosfet是一種多子導電的單極型電壓控制器件，具有開關速度快、高頻特性好、熱穩定性優良、驅動電路簡單、驅動功率小、安全工作區寬、無二次擊穿問題等顯著優點。目前，功率mosfet的指標達到耐壓600v、電流70a、工作頻率100khz的水平，在開關電源、辦公設備、中小功率電機調速中得到廣泛的應用，使功率變換裝置實現高效率和小型化。
  • uc3844應用電路圖大全(充電器電路/開關電源電路/反激式變換電路)
    uc3844應用電路圖（一） 充電器的原理圖見圖13。單激式充電器啟動電路和半橋式不同，一般直接取自市電整流濾波後的平滑直流電，集成電路也以UC3842、UC3845和UC3844N為主，也有採用電路更加簡潔的三端開關式TOP226集成塊，UC38xx是電流控制PWM單輸出專用晶片。
  • 單端正/反激式、推挽式、全橋式、半橋式電路結構
    單端正激式本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201712/373011.htm　　單端:通過一隻開關器件單向驅動脈衝變壓器.　　正激:脈衝變壓器的原/付邊相位關係，確保在開關管導通，驅動脈衝變壓器原邊時，變壓器付邊同時對負載供電。
  • 幾種主流MOSFET驅動電路的分析
    開關電源由於體積小、重量輕、效率高等優點,應用已越來越普及。MOSFET由於開關速度快、易並聯、所需驅動功率低等優點已成為開關電源最常用的功率開關器件之一。而驅動電路的好壞直接影響開關電源工作的可靠性及性能指標。
  • 反激式、正激式、推挽式、半橋式、全橋式開關電源的優點和缺點
    正激：其脈衝變壓器的原/副邊相位關係確保在開關管導通，驅動脈衝變壓器原邊時，變壓器副邊同時對負載供電。圖中的D3與N3構成的磁通復位電路，提供了洩放多餘磁能的渠道。反激式電路與正激式電路相反，其脈衝變壓器的原/副邊相位關係確保當開關管導通，驅動脈衝變壓器原邊時，變壓器副邊不對負載供電，即原/副邊交錯通斷。
  • 單端正激式開關電源的驅動電路的設計
    N 溝道功率MOS 場效應管、電壓型PWM 控制器、100 kHz 高頻振蕩器、高壓啟動偏置電路、基準電壓、用於環路補償的並聯偏置調整器、誤差放大器和故障保護功能塊等全部集成在一起了。採用TOPSwitch 器件的開關電源與分立的MOSFET 功率開關及PWM 集成控制的開關電源相比,具有電路結構簡潔、成本低廉、性能穩定、製作及調試方便,自保護完善等優點。TOPSwitch系列單片開關電源的典型應用電路如圖1所示。高頻變壓器在電路中具備能量存儲、隔離輸出和電壓變換這三大功能。
  • 一款高效反激式開關電源的設計以及性能測試
    其中，在開關電源設計中通過功率因數校正PFC(Power Factor Correction)技術降低電磁汙染及利用同步整流技術提高效率的研發途徑尤其受到重視。 本文設計並製作了一種高效低電磁汙染的開關電源樣機。測試結果表明，該電源具有優良的動態性能、較高的功率因數和工作效率，且控制簡單，故具有一定的實際應用價值。
  • 半橋,全橋,反激,正激、推挽拓撲結構的區別和特點
    正激：脈衝變壓器的原/付邊相位關係，確保在開關管導通，驅動脈衝變壓器原邊時，變壓器付邊同時對負載供電。圖中的D3與N3構成的磁通復位電路，提供了洩放多餘磁能的渠道。 反激式電路與正激式電路相反，脈衝變壓器的原/付邊相位關係，確保當開關管導通，驅動脈衝變壓器原邊時，變壓器付邊不對負載供電，即原/付邊交錯通斷。
  • 半橋拓撲結構高端MOSFET驅動方案選擇:變壓器還是矽晶片?
    與反激、正激、雙開關反激、雙開關正激和全橋等硬開關技術相比，雙電感加單電容(LLC)、有源鉗位反激、有源鉗位正激、非對稱半橋(AHB)及移相全橋等軟開關技術能提供更高的能效。因此，在注重高能效的應用中，軟開關技術越來越受設計人員青睞。
  • 功率mos管工作原理與幾種常見驅動電路圖
    但柵極的正電壓會將其下面P區中的空穴推開，而將P區中的少子—電子吸引到柵極下面的P區表面　　當UGS大於UT(開啟電壓或閾值電壓)時，柵極下P區表面的電子濃度將超過空穴濃度，使P型半導體反型成N型而成為反型層，該反型層形成N溝道而使PN結J1消失，漏極和源極導電。
  • IGBT開關式自並激微機勵磁系統的原理及應用
    IGBT自並激勵磁系統的組成及主迴路原理　　2.1 勵磁系統組成及接線方式　　自並激勵磁系統也就是直接勵磁系統或稱靜態勵磁系統。我站的HWKT—09型IGBT自並激勵磁系統由勵磁變壓器、三相不可控整流橋及IGBT功率單元、滅磁單元、控制單元四部分組成。
  • 為計算應用中的功率因數校正電路選擇MOSFET(上)
    在某些消費應用（如LED照明） 中，要求在低至5 W的功率下進行某些形式的PFC。在低功 率下，可使用為控制線路頻率而設計的無源元件實現校正目 的。但在高功率下，無源解決方案會變得相當「笨重」而昂 貴；使用高開關頻率有源器件可減小所需無源元件的尺寸。 有源PFC的標準實現方式是輸入整流器後跟升壓轉換 器。
  • MOSFET與MOSFET驅動電路原理及應用
    包括MOS管的介紹，特性，驅動以及應用電路。　本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/166816.htm在使用MOS管設計開關電源或者馬達驅動電路的時候，大部分人都會考慮MOS的導通電阻，最大電壓等，最大電流等，也有很多人僅僅考慮這些因素。
  • 安森美案例:雙開關正激轉換器及其應用設計
    正激轉換器中，變壓器的磁芯單方向磁化，在每個開關周期都需要採用相應的措施來使磁芯復位到初始值，否則勵磁電流會在每個開關周期增大，經歷幾個周期後會使磁芯飽和，損壞開關器件。相對而言，如果有磁芯復位，電流就不會在每個開關周期增大，電壓會基於勵磁電感(Lmag)反相併使磁芯復位。
  • 碳化矽JFET助推功率轉換電路的設計方案
    與傳統的MOSFET器件相比，JFET不易發生故障，適合斷路器和限流應用。例如，如果你用1毫安的電流偏置一個JFET的柵極，並監控柵極電壓Vgs，見圖1，你可以監控器件的溫度，因為Vgs隨溫度線性降低。此屬性對於需要功率場效應管（Sic JFET）的功率模塊應用程式特別有用，它可以監視其自身的運行狀況。
  • 雙開關正激轉換器原理介紹及其應用設計
    本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/178204.htm　　正激轉換器中，變壓器的磁芯單方向磁化，在每個開關周期都需要採用相應的措施來使磁芯復位到初始值，否則勵磁電流會在每個開關周期增大，經歷幾個周期後會使磁芯飽和，損壞開關器件。
  • 預驅動電路—IR2101框圖結構分析
    因此，在很多項目中得到大量使用。應用領域：特別適合大負載和靜止啟動的情況。比如，電動車、電動自行車、電動汽車、高鐵等中均得到大量而廣泛的應用。當然，畢竟馬達上多個sensor ，在馬達製作工藝方面增加了複雜度，增加了成本。同時，霍爾也存在一定機率的老化不良等問題，對電機的整個壽命產生一定的影響。
  • 霍爾電路設計及應用詳解
    因此，在很多項目中得到大量使用。應用領域：特別適合大負載和靜止啟動的情況。比如，電動車、電動自行車、電動汽車、高鐵等中均得到大量而廣泛的應用。當然，畢竟馬達上多個sensor ，在馬達製作工藝方面增加了複雜度，增加了成本。同時，霍爾也存在一定機率的老化不良等問題，對電機的整個壽命產生一定的影響。
  • 單端反激式開關電源的設計及仿真研究
    單端反激式開關電源不僅具有體積小、效率高、線路簡潔、可靠性高的優點，而且有自動均衡各路輸出負載的能力，所以常常被用於設計大功率高頻開關電源的輔助電源或功率開關的驅動電源[1-2]。PSPICE軟體是EDA領域最負盛名的公司ORCAD所開發的通用電路模擬仿真軟體。
  • 一種基於SG3525控制的雙管正激變換器
    ，其中MOS型功率電晶體發展非常迅速，由於它具有高耐壓，低驅動功率，良好的頻率響應特性和開關時間短等優點，常常在開關穩壓電源和直流斬波電路中用作開關管。美國矽通用電氣公司設計了適用於高頻功率MOS管驅動的第二代集成電路脈衝寬度控制器，其中SG3525可用於驅動N溝道的功率MOS管。 由圖2的結構框圖可見，SG3525主要有基準穩壓源、振蕩器、誤差放大器、PWM比較器和鎖存器、分相器、或非門電路和圖騰輸出電路等幾大部分組成。