MOS管門極驅(qū)動(dòng)電路及MOSFET驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)便計(jì)算-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-01-27
MOS管門極驅(qū)動(dòng)電路：（1)直接驅(qū)動(dòng)
電阻R1的作用是限流和抑制寄生振蕩，一般為10Ωm到100Ωm,R2是為關(guān)斷時(shí)提供放電回路的;穩(wěn)壓二極管D1和D2是保護(hù)MOS管的門]極和源極;二極管D3是加速M(fèi)OS的關(guān)斷。
（2)互補(bǔ)三極管驅(qū)動(dòng)
當(dāng)MOS管的功率很大時(shí)，而PWM芯片輸出的PWM信號(hào)不足已驅(qū)動(dòng)MOS管時(shí)，加互補(bǔ)三極管來提供較大的驅(qū)動(dòng)電流來驅(qū)動(dòng)MOS管。
PWM為高電平時(shí)，三極管Q3導(dǎo)通,驅(qū)動(dòng)MOS管導(dǎo)通;PWM為低電平時(shí)，三極管Q2導(dǎo)通，加速M(fèi)OS管的關(guān)斷;電阻R1和R3的作用是限流和抑制寄生振蕩，一般為10Ωm到100Ωm,R2是為關(guān)斷時(shí)提供放電回路的;二極管D1是加速M(fèi)OS的關(guān)斷。
（3)耦合驅(qū)動(dòng)(利用驅(qū)動(dòng)變壓器耦合驅(qū)動(dòng))
MOS管門極驅(qū)動(dòng)電路：當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)和功率MOS管不共地或者M(jìn)OS管的源極浮地的時(shí)候，比如Buck變換器或者雙管正激變換器中的MOS管，利用變壓器進(jìn)行耦合驅(qū)動(dòng)如圖:
驅(qū)動(dòng)變壓器的作用:
1.解決驅(qū)動(dòng)MOS管浮地的問題;
2.解決PWM信號(hào)與MOS管不共地的問題;
3.一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以分成兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào);
4.減少干擾。
開關(guān)電源工作頻率已選定為50kHz，用半橋電路。半個(gè)周期是10us，每個(gè)開關(guān)管考慮死區(qū)時(shí)間最多導(dǎo)通9us。
9us的導(dǎo)通時(shí)間，上升或下降的時(shí)間無論如何不能超過1us，否則處于線性區(qū)的時(shí)間占比例太大，效率會(huì)比較低。如果開關(guān)電源工作頻率更高，上升下降的時(shí)間還要減少，換句話說，需要更快一些，可能只允許0.2us。
選定一MOS管,資料里Qg(tot)=130nc，Ciss=2000pF，Coss=400pF ,tr=66ns。看datasheet里有條Basic Gate Charge Wavefoum曲線。該曲線先上升然后幾乎水平再上升。水平那段是管子開通(米勒效應(yīng))。
希望在0.2us內(nèi)使管子開通，估計(jì)總時(shí)間(先上升然后水平再上升)為0.4us。由Qg(tot)= 130nC和0.4us即可得: 130nC/0.4us =0.325A。
這是峰值，僅在管子開通和關(guān)斷的各0.2us里有電流，其它時(shí)間幾乎沒有電流，平均值很小。但不能輸出這個(gè)峰值，管子開通就會(huì)變慢。
這是仿真MOSFET在實(shí)際應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)化圖，更改R1可以更改MOSFET的驅(qū)動(dòng)，上升下降速度。
左圖R1為100R的柵極驅(qū)動(dòng)電壓和漏極電流波形，柵極電壓tf= 1.223uS,tr=863.2nS。如圖是與之相對(duì)應(yīng)的漏源電壓和漏極電流波形,漏極電流tf=101.5nS，導(dǎo)通時(shí)間t=137uS。
左圖R1為10R的柵極驅(qū)動(dòng)電壓和漏極電流波形，柵極電壓tf=195.3nS,tr=105.5nS。
右圖是與之相對(duì)應(yīng)的漏源電壓和漏極電流波形,漏極電流tf=72.3nS,導(dǎo)通時(shí)間t=137uS。
改變R1的大小，能改變驅(qū)動(dòng)上升與下降時(shí)間,R1越小，柵極驅(qū)動(dòng)電流越大，上升下降都變陡;反之，則越斜。
R1的改變對(duì)MOSFET的漏極電流下降時(shí)間和漏源電壓上升時(shí)間影響較大。
在環(huán)境溫度為30℃條件下，老化到MOSFET溫度穩(wěn)定，R1為100R時(shí)殼溫86℃，R1為10R時(shí)為76℃,由此表明，漏極電流下降時(shí)間對(duì)開關(guān)損耗影響較大，R1=10R時(shí)開關(guān)損耗減少。
在R1為10R時(shí)，感應(yīng)的電壓較高，EMI也會(huì)稍大。
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