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188宝金博页面版: 功率MOSFET驱动保护电路设计与应用

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内容提示: 1引功率场效应晶体管(Power MOSFET)是一种多数载流子导电的单极型电压控制器件 具有开关速度快\高频性能好\输入阻抗高\驱动功率小和无二次击穿问题等显著特点 在各类中小功率开关电路中应用极为广泛O 本文介绍了功率 MOSFET 驱动保护电路的设计方案 它以 EXB84l 驱动模块为核心 增加了吸收电路和过流信号锁定电路等 该设计使系统功率驱动部分的可靠性大大提高 同时也提高了 系统对执行机构的控制品质O言2功率 MOSFET 器件设计要求功率场效应晶体管对栅极驱动电路的要求主要有Z!触发脉仲须具有足够快的上升和下降速度 脉仲前后沿要陡峭;"开通时 以低电...

文档格式:PDF | 页数:5 | 浏览次数:77 | 上传日期:2013-03-30 17:58:54 | 文档星级:
1引功率场效应晶体管(Power MOSFET)是一种多数载流子导电的单极型电压控制器件 具有开关速度快\高频性能好\输入阻抗高\驱动功率小和无二次击穿问题等显著特点 在各类中小功率开关电路中应用极为广泛O 本文介绍了功率 MOSFET 驱动保护电路的设计方案 它以 EXB84l 驱动模块为核心 增加了吸收电路和过流信号锁定电路等 该设计使系统功率驱动部分的可靠性大大提高 同时也提高了 系统对执行机构的控制品质O言2功率 MOSFET 器件设计要求功率场效应晶体管对栅极驱动电路的要求主要有Z!触发脉仲须具有足够快的上升和下降速度 脉仲前后沿要陡峭;"开通时 以低电阻对栅极电容充电 关断时为栅极电荷提供低电阻放电回路 以提高功率 MOSFET 的开关速度; #为了 使功率 MOSFET可靠触发导通 栅极驱动电压应高于器件的开启电压 为了 防止误导通 在功率 MOSFET 截止时最好能提供负的栅!源电压;$功率 MOSFET 开关时所需的驱动电流为栅极电容的充放电电流 为了 使开关波形有足够的上升和下降陡度 驱动电流要大O过电压保护主要有Z!防止栅!源过电压O 如果栅!源间的阻抗过高 则漏!源间电压的突变会通过极间电容耦合到栅极而产生相当高的栅!源尖峰电压O 这一电压会使栅!源氧化层击穿 造成永久性损坏O 如果是正方向的 VGS瞬态电压 还会引起器件的误导通 导致该器件或电路其它器件产生瞬态电流过载O解决的办法是适当降低栅极驱动电路的阻抗 在栅!源间并接阻尼电阻 或并接约 20V 的齐纳二极管 尤其要防止栅极开路工作; "防止开关过程的漏!源过电压O 如果器件接有感性负载 则当器件关断时 漏极电流的突变(di/dt)会产生比外电源还高的漏极尖峰电压 导致器件击穿O 功率 MOSFET 关断得越快 产生的过电压越高O 为此 需在 MOSFET中设置保护电路来吸收浪涌电压O 解决方法一般为加入 R 缓仲电路和感性负载的二极管精位电路O发生短路时 功率 MOSFET 漏!源电流迅速增加并超过额定值 此时由于在功率 MOSFET 上加了 高电压\大电流 必须在过流极限值所规定的时间内关断功率 MOSFET 否则器件将被烧毁O3功率 MOSFET 驱动保护电路由上述分析可知 功率 MOSFET 驱动电路的设计主要包括栅极驱动电路和保护电路两部分O 驱动电路的设计好坏直接决定了系统对执行机构的驱动品质 同时由于它是高电压\大电流的强电电路 需要对其进行可靠保护 使其稳定运行 并且应尽量减少对控制部分弱电电路的干扰O功率 MOSFET 驱动保护电路设计与应用田颖! 陈培红! 聂圣芳! 卢青春(清华大学 北京 l00084)摘要!分析了 对功率 MOSFET 器件的设计要求;设计了 基于 EXB84l 驱动模块的功率 MOSFET 驱动保护电路O 该电路具有结构简单 实用性强 响应速度快等特点O 在电涡流测功机励磁线圈驱动电路中的实际应用证明 该电路驱动能力及保护功能效果良好O关键词!模块; 驱动电路 / 功率金属氧化物场效应晶体管; 保护电路中图分类号!TM386.l文献标识码!A文章编号!l000-l00X(2005)0l-0073-02Design and Application of Power MOSFET Driveand Protection Circuit based on EXB841TIAN Ying, HEN Pei!hong, NIE Sheng!fang, LU Oing!chun(Tsinghua Uniuersity, Beijing l00084, China)Abstract: The authors anaiyze the design reguest of power MOSFET device. On the basis of the anaiysis the powerMOSFET drive and protection circuit based on EXB84l was designed.The circuits was characterized by simpie structure,weii appiication and guick response.Its practicai appiication to the excitation winding drive circuit of eddy currentdynamometer proved that the drive capabiiity and protecting function achieves weii resuits.Key words: moduie; drive circuit / power MOSFET; protection circuit! ! ! ! ! ! ! 定稿日 期!2004-06-07作者简介! 田颖 "l974-#! 女! 黑龙江省齐齐哈尔人!博士! 研究方向为动力装置测试与控制$第 39 卷第 l 期2005 年 2 月Voi.39,No.lFebruary,2005电力电子技术Power Eiectronics73

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