基於MOS管驅動變壓器隔離電路分析和應用
發布時間:2018-12-07 責任編輯:lina
【導讀】mos管隔離驅動電路,如果驅動高壓MOS管,我們需要采用變壓器驅動的方式和集成的高邊開關。這兩個解決方案都有自己的優點和缺點,適合不同的應用。
mos管隔離驅動電路,如果驅動高壓MOSguan,womenxuyaocaiyongbianyaqiqudongdefangshihejichengdegaobiankaiguan。zhelianggejiejuefangandouyouzijideyoudianhequedian,shihebutongdeyingyong。jichenggaobianqudongqifanganhenfangbian,youdianshidianlubanmianjijiaoxiao,quedianshiyouhendadedaotongheguanduanyanchi。bianyaqiouhejiejuefangandeyoudianshiyanchifeichangdi,keyizaihengaodeyachaxiagongzuo。changtaxuyaogengduo,quedianshixuyaohenduodeyuanjianbingqieduibianyaqideyunxingyoubijiaoshenruderenshi。bianyaqichangjianwentiheyuMOS管驅動相關的問題:
變bian壓ya器qi有you兩liang個ge繞rao組zu,初chu級ji繞rao組zu和he次ci級ji繞rao組zu實shi現xian了le隔ge離li,初chu級ji和he次ci級ji的de匝za數shu比bi變bian化hua實shi現xian了le電dian壓ya縮suo放fang,對dui於yu我wo們men的de設she計ji一yi般ban不bu太tai需xu要yao調tiao整zheng電dian壓ya,隔ge離li卻que是shi我wo們men最zui注zhu重zhong的de。理li想xiang情qing況kuang下xia,變bian壓ya器qi是shi不bu儲chu存cun能neng量liang的de(反激“變壓器”其實是耦合電感)。不bu過guo實shi際ji上shang變bian壓ya器qi還hai是shi儲chu存cun了le少shao量liang能neng量liang在zai線xian圈quan和he磁ci芯xin的de氣qi隙xi形xing成cheng的de磁ci場chang區qu域yu,這zhe種zhong能neng量liang表biao現xian為wei漏lou感gan和he磁ci化hua電dian感gan。對dui於yu功gong率lv變bian壓ya器qi來lai說shuo,減jian少shao漏lou感gan可ke以yi減jian少shao能neng量liang損sun耗hao,以yi提ti高gao效xiao率lv。MOS管驅動器變壓器的平均功率很小,但是在開通和關閉的時候傳遞了很高的電流,為了減少延遲保持漏感較低仍然是必須的。
法fa拉la第di定ding律lv規gui定ding,變bian壓ya器qi繞rao組zu的de平ping均jun功gong率lv必bi須xu為wei零ling。即ji使shi是shi很hen小xiao的de直zhi流liu分fen量liang可ke能neng會hui剩sheng磁ci,最zui終zhong導dao致zhi磁ci芯xin飽bao和he。這zhe條tiao規gui則ze對dui於yu單dan端duan信xin號hao控kong製zhi的de變bian壓ya器qi耦ou合he電dian路lu的de設she計ji有you著zhe重zhong大da影ying響xiang。磁ci芯xin飽bao和he限xian製zhi了le我wo們men繞rao組zu的de伏fu秒miao數shu。我wo們men設she計ji變bian壓ya器qi必bi須xu考kao慮lv最zui壞huai情qing況kuang和he瞬shun時shi的de最zui大da的de伏fu秒miao數shu。(在運行狀態下,最壞情況和瞬時的,最大占空比和最大電壓輸入同時發生的情況),唯一我們確定的是變壓器有一個穩定的電源電壓。
對於單端應用的功率變壓器來說,很大一部分開關周期需要保留來保證磁芯的正確複位(正激變換器)。複位時間大小限製電路運行的占空比。不過由於采用交流耦合實現了雙向磁化,即使對於單端MOS管驅動變壓器也不是問題。
單端變壓器耦合MOS管驅動電路

隔直電容必須在源邊電路,起到的作用是提供重啟電壓,如果沒有該電容,變壓器的磁化電壓和占空比相關,變壓器磁性可能飽和。


雙端變壓器耦合MOS管驅動電路

MOS管最顯著的特性是開關特性好,所以被廣泛應用於需要電子開關的電路中,常見的如開關電源和馬達驅動電路,也有照明調光。現在的MOS驅動,有幾個特別的需求:
1.低壓應用
當使用5V電源,這時候如果使用傳統的圖騰柱結構,由於三極管的be隻有0.7V左右的壓降,導致實際最終加載gate上的電壓隻有4.3V,這時候,我們選用標稱gate電壓4.5V的MOS管就存在一定的風險。同樣的問題也發生在使用3V或者其他低壓電源的場合。
2.寬電壓應用
輸入電壓並不是一個固定值,它會隨著時間或者其他因素而變動。這個變動導致PWM電路提供給MOS管的驅動電壓是不穩定的。為了讓MOS管在高gate電壓下安全,很多MOS管內置了穩壓管強行限製gate電(dian)壓(ya)的(de)幅(fu)值(zhi)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia),當(dang)提(ti)供(gong)的(de)驅(qu)動(dong)電(dian)壓(ya)超(chao)過(guo)穩(wen)壓(ya)管(guan)的(de)電(dian)壓(ya),就(jiu)會(hui)引(yin)起(qi)較(jiao)大(da)的(de)靜(jing)態(tai)功(gong)耗(hao)。同(tong)時(shi),如(ru)果(guo)簡(jian)單(dan)的(de)用(yong)電(dian)阻(zu)分(fen)壓(ya)的(de)原(yuan)理(li)降(jiang)低(di)gate電壓,就會出現輸入電壓比較高的時候MOS管工作良好,而輸入電壓降低的時候gate電壓不足,引起導通不夠徹底,從而增加功耗。
3.雙電壓應用
在一些控製電路中,邏輯部分使用典型的5V或3.3V數字電壓,而功率部分使用12V甚至更高的電壓。兩個電壓采用共地方式連接。
這就提出一個要求,需要使用一個電路,讓低壓側能夠有效的控製高壓側的MOS管,同時高壓側的MOS管也同樣會麵對1和2提到的問題。
在這三種情況下,圖騰柱結構無法滿足輸出需求,而很多現成的MOS驅動IC,似乎也沒有包含gate電壓限製的結構。
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