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        【電路分享】常用的不對稱半橋MOSFET驅動電路-KIA MOS管

        信息來源:本站 日期:2022-03-18 

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        【電路分享】常用的不對稱半橋MOSFET驅動電路-KIA MOS管


        不對稱半橋驅動電路介紹及分析

        本文介紹了幾種常用的不對稱半橋MOSFET驅動電路,分析了各電路的優點和適用場合。


        非隔離的不對稱半橋驅動電路

        MOSFET 不對稱半橋隔離驅動電路


        圖1為常用的小功率驅動電路,簡單可靠成本低,適用于不要求隔離的小功率開關設備。其中一路直接接到下管,另外一路經反向器反向后驅動上管。RP1,RP2用于調節死區時間。


        正激式不對稱半橋隔離驅動電路

        一種正激式不對稱半橋隔離驅動電路,如圖2所示。

        MOSFET 不對稱半橋隔離驅動電路


        以正向電路為例,脈沖信號通過高頻脈沖變壓器耦合去驅動功率MOSFET管,次級脈沖電壓為正時,MOSFET導通,在此期間VT3截止,由其構成的泄放電路不工作。


        當次級脈沖電壓為零時,則VT3導通,快速泄放MOSFET柵極電荷,加速MOSFET的截止。R7是用于抑制驅動脈沖的尖峰,R9,VD3,R11,VD5,R13可以加速驅動并防止驅動脈沖產生振蕩。和與它相連的脈沖變壓器繞組共同構成去磁電路。


        該電路實現了隔離,且能輸出較好的驅動波形。但是也存在一些不足之處:

        1、結構復雜,需要雙電源供電(±12V);


        2、元器件較多,特別是需要兩個隔離變壓器,不僅占用較大空間,而且增加電路成本;專用芯片驅動電路


        比如L6384是專門的不對稱半橋驅動芯片,其原理圖及外圍電路如圖3所示。單脈沖從1腳(IN)輸入,5腳(HVG)和7腳(LVG)輸出互補的脈沖。


        3腳(DT/ST)外接電阻和電容來控制兩路輸出的死區時間。當3腳的電平低于0.5V的時候,芯片停止工作。專用芯片具有外圍電路簡單、占用空間小的特點,但由于其成本較高,不適用于低成本設計的產品。


        MOSFET 不對稱半橋隔離驅動電路


        新型的不對稱半橋隔離驅動電路

        根據以上幾種驅動電路,針對傳統隔離驅動電路結構復雜、占用空間大、驅動電路應用的局限性等問題,提出了一種新型的不對稱半橋隔離驅動電路,適用于單脈沖輸出的芯片,具有結構簡單可靠,占用空間小等特點,并且實現了電氣隔離,可以運用于中大功率場合。


        MOSFET 不對稱半橋隔離驅動電路


        驅動電路如圖4所示,工作頻率由磁芯的特性決定,一般使用高頻磁芯,工作頻率可達100kHZ。


        原邊VT1,VT2構成的推挽式功放電路。脈沖輸出高電平時,VT1導通,提供MOS管驅動功率;低電平時,VT2導通,電容上的儲能提供反向脈沖。


        變壓器副邊輸出的兩路波形經調理電路后變成互補的脈沖信號,從而驅動MOSFET。驅動脈沖為正時,MOSFET導通,在此期間VT1,VT2截止,由其構成的泄放電路不工作。


        當次級脈沖電壓為零時,則VT1,VT2導通,快速泄放MOSFET柵極電荷,加速MOSFET的截止。穩壓管VD1,VD2對脈沖波形正向進行削波。


        在SABER仿真下,該變壓器副邊N2,N3以及上、下管的驅動波形分別如圖5(a)、(b)所示。


        MOSFET 不對稱半橋隔離驅動電路


        該電路具有以下優點:

        1、電路結構較簡單可靠,具有電氣隔離作用。占空比固定時,通過合理的參數設計,此驅動電路具有較快的開關速度。


        2、該電路只需一個電源,即為單電源工作。


        實驗和結論

        本文設計了一臺不對稱半橋變換器樣機:工作頻率為98kHz,輸入電壓為400VDC,輸出電壓為30VDC。測得占空比為0.47時的驅動波形Ug1,Ug1如圖(6)所示。


        MOSFET 不對稱半橋隔離驅動電路


        經過驗證,這種新型的不對稱半橋隔離驅動電路結構不僅簡單,并且圓滿的實現了與MOS管的的互補驅動,并且這種驅動具有很好穩定性,足以成為一款高性能的驅動電路。希望大家能夠充分理解這種全新的驅動電路,并將之充分利用。




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