由于具有導通電阻低、開關速度快等優點,在開關電源中得到廣泛應用。 驅動器的驅動往往根據電源IC和驅動器的參數來選擇合適的電路。 下面一起對開關電源的驅動電路進行說明。
在設計開關電源時,大多數人還會考慮導通電阻、最大電流和最大電壓。 但很多時候只考慮這種激勵。 這樣的電路可能可以正常工作,但它不是一個好的設計方案。 更詳細地說,還應該考慮寄生參數本身。 對于某一器件來說,其驅動電路、驅動引腳輸出的峰值電壓、上升速度等也會影響開關性能。
當功率IC和MOS管選型時,選擇合適的驅動電路連接功率IC和MOS管就顯得尤為重要。
一個好的驅動電路有以下要求:
當開關管導通時,驅動電路應能提供足夠大的充電電壓,使柵極和源極之間的電流迅速增大到所需值,以保證開關管能夠快速導通上升沿無高頻振蕩。
在開關導通期間,驅動電路能夠保證柵極和源極之間的電流保持穩定并可靠導通。
關斷后的驅動電路可以為柵極和源極之間電容電流的快速泄放提供一條阻抗盡可能低的通路,從而保證開關管能夠快速關斷。
驅動電路結構簡單、可靠、損耗小。
酌情采取隔離措施。
下面介紹幾種模塊電源中常用的驅動電路。
1. 電源IC直接驅動
圖1 IC直接驅動
電源IC直接驅動是最常用的驅動形式,也是最簡單的驅動形式。 在使用這些驅動形式時,需要注意幾個參數以及這些參數的影響。 首先查看電源IC指南,最大驅動峰值電壓,由于芯片不同,驅動能力往往不同。 其次,了解寄生電容,如圖1中的C1和C2的值。如果C1和C2的值比較大,那么MOS管導通所需的能量就會比較大。 如果電源IC沒有比較大的驅動峰值電壓,管子的導通速度就會比較慢。 如果驅動能力不足,上升沿可能會出現高頻振蕩。 即使減小圖1中的Rg,也無法解決問題! IC驅動能力、MOS寄生電容、MOS管開關速度等激勵因素都會影響驅動內阻的選擇電源電流過大有影響嗎,因此Rg不能無限增大。
2.電源IC驅動能力不足時
如果MOS管寄生電容較大,電源IC內部驅動能力不足,則需要提高驅動電路的驅動能力。 常采用圖騰柱電路來降低電源IC的驅動能力。 該電路如圖2中的實線框所示。
圖2 圖騰柱驅動MOS
這些驅動電路的作用是提高電壓供給能力,快速完成基頻輸入電容充電的充電過程。 這些拓撲減少了開啟和關閉所需的時間。 開關管可以快速導通,防止上升沿高頻振蕩。
3、驅動電路加速MOS管的關斷時間
圖3 加速MOS關斷
關斷后的驅動電路可以為柵源間電容電流的快速泄放提供一條阻抗盡可能低的通路電源電流過大有影響嗎,從而保證開關管能夠快速關斷。 為了快速泄放柵極和源極之間的電容電流,常在驅動內阻上并聯一個內阻和一個三極管,如圖3所示,其中D1常用作快恢復晶閘管。 這減少了關斷時間并減少了關斷期間的損耗。 Rg2是為了防止關斷時電壓過高,燒毀電源IC。
圖4 改進的加速MOS關斷
第二點介紹的圖騰柱電路也有提前關機的作用。 當電源IC的驅動能力足夠時,改進圖2電路,可以加快MOS管的關斷時間,得到圖4所示電路。 更常見的是使用二極管來釋放柵極和源極之間的電容電流。 如果Q1的發射極沒有內阻,當PNP二極管導通時,柵極和源極之間的電容被短路,以便在最短的時間內釋放電荷,并最大限度地減少關斷時的交越損耗。 與圖3的拓撲相比,另一個優點是當柵源極之間的電容上的電荷放電時,柵源極之間的電容上的電壓不會通過電源IC,從而提高了可靠性。
4、驅動電路加速MOS管的關斷時間
圖5 隔離驅動器
為了滿足如圖5所示的高檔MOS管的驅動,常采用變壓器驅動,有時也采用變壓器驅動來滿足安全隔離。 R1的作用是抑制PCB和C1上的寄生電感產生的LC振蕩。 C1的目的是分離直流并通過交流,同時避免磁芯飽和。
概括:
除了上述的驅動電路之外,還有很多其他的驅動電路。 對于各種驅動電路來說,沒有一種驅動電路是最好的,只能結合具體應用選擇最合適的驅動器。 設計電源時,從上述幾個角度考慮如何設計MOS管的驅動電路。 如果選擇成品電源,無論是模塊電源、普通開關電源,還是電源適配器等,這部分工作通常是由電源設計廠家來完成。 。
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除了上述的驅動電路之外,還有很多其他的驅動電路。 對于各種驅動電路來說,沒有一種驅動電路是最好的,只能結合具體應用選擇最合適的驅動器。