幾種主流MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的分析

　　開關(guān)電源由于體積小、重量輕、效率高等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用已越來越普及。MOSFET由于開關(guān)速度快、易并聯(lián)、所需驅(qū)動(dòng)功率低等優(yōu)點(diǎn)已成為開關(guān)電源最常用的功率開關(guān)器件之一。而驅(qū)動(dòng)電路的好壞直接影響開關(guān)電源工作的可靠性及性能指標(biāo)。一個(gè)好的MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的要求是：

　?。?）開關(guān)管開通瞬時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)能提供足夠大的充電電流使MOSFET柵源極間電壓迅速上升到所需值，保證開關(guān)管能快速開通且不存在上升沿的高頻振蕩;

　?。?）開關(guān)管導(dǎo)通期間驅(qū)動(dòng)電路能保證MOSFET柵源極間電壓保持穩(wěn)定使可靠導(dǎo)通;

　?。?）關(guān)斷瞬間驅(qū)動(dòng)電路能提供一個(gè)盡可能低阻抗的通路供MOSFET柵源極間電容電壓的快速泄放，保證開關(guān)管能快速關(guān)斷;

　　（4）關(guān)斷期間驅(qū)動(dòng)電路最好能提供一定的負(fù)電壓避免受到干擾產(chǎn)生誤導(dǎo)通;

　?。?）另外要求驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，損耗小，最好有隔離。

　　本文介紹并討論分析一下作者在研制開關(guān)電源中使用的幾種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可行的MOSFET管驅(qū)動(dòng)電路。

　　幾種MOSFET驅(qū)動(dòng)電路介紹及分析

　　不隔離的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)電路

　　圖1（a）為常用的小功率驅(qū)動(dòng)電路，簡(jiǎn)單可靠成本低。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(dòng)電路開關(guān)速度很快，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，為防止倆個(gè) MOSFET管直通，通常串接一個(gè)0.5～1Ω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)特簡(jiǎn)單。

　　功率MOSFET屬于電壓型控制器件，只要柵極和源極之間施加的電壓超過其閾值電壓就會(huì)導(dǎo)通。由于MOSFET存在結(jié)電容，關(guān)斷時(shí)其漏源兩端電壓的突然上升將會(huì)通過結(jié)電容在柵源兩端產(chǎn)生干擾電壓。常用的互補(bǔ)驅(qū)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(fù)壓，故其抗干擾性較差。為了提高電路的抗干擾性，可在此種驅(qū)動(dòng)電路的基礎(chǔ)上增加一級(jí)由V1、V2、R組成的電路，產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓，電路原理圖如圖2（a）所示。

　　當(dāng)V1導(dǎo)通時(shí)，V2關(guān)斷，兩個(gè)MOSFET中的上管的柵、源極放電，下管的柵、源極充電，即上管關(guān)斷、下管導(dǎo)通，則被驅(qū)動(dòng)的功率管關(guān)斷;反之V1關(guān)斷時(shí)，V2導(dǎo)通，上管導(dǎo)通，下管關(guān)斷，使驅(qū)動(dòng)的管子導(dǎo)通。因?yàn)樯舷聝蓚€(gè)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(huì)不斷退出飽和直至關(guān)斷，所以對(duì)于S1而言導(dǎo)通比關(guān)斷要慢，對(duì)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(dòng)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(huì)使V1深度飽和，影響關(guān)斷速度，所以R上會(huì)有一定的損耗。

　　還有一種與其相類似的電路如圖2（b）所示，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(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，其工作原理同上面分析的驅(qū)動(dòng)電路，故不再贅述。

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