MOSFET是一种常见的电压型掌握器件,具有开关速率快、高频性能、输入阻抗高、噪声小、驱动功率小、动态范围大、安全事情区域(SOA)宽等一系列的优点,因此被广泛的运用于开关电源、电机掌握、电动工具等各行各业。栅极做为MOSFET本身较薄弱的环节,如果驱动电路设计不当,随意马虎造成器件乃至系统的失落效,因此发这篇文章将栅极常见的电路整理出来供大家参考谈论,也欢迎大家提出自己的不雅观点。
MOSFET栅极电路常见的浸染有以下几点:
1、去除电路耦合进去的噪音,提高系统的可靠性。

2、加速MOSFET的导通,降落导通损耗。
3、加速MOSFET的关断,降落关断损耗。
4、降落MOSFET DI/DT,保护MOSFET同时抑制EMI滋扰。
5、保护栅极,防止非常高压条件下栅极击穿。
6、增加驱动能力,在较小的旗子暗记下,可以驱动MOSFET。
首先说一下电源IC直接驱动,下图是我们最常用的直接驱动办法,在这类办法中,我们由于驱动电路未做过多处理,因此我们进行PCB LAYOUT时要只管即便进行优化。如缩短IC至MOSFET的栅极走线长度,增加走线宽度,只管即便将Rg放置在离MOSFET栅极较进的位置,从而达到减少寄生电感,肃清噪音的目的。
01 直接驱动
首先说一下电源IC直接驱动,下图是我们最常用的直接驱动办法,在这类办法中,我们由于驱动电路未做过多处理,因此我们进行PCB LAYOUT时要只管即便进行优化。如缩短IC至MOSFET的栅极走线长度,增加走线宽度,只管即便将Rg放置在离MOSFET栅极较进的位置,从而达到减少寄生电感,肃清噪音的目的。
当然另一个问题我们得考虑,那便是PWM CONTROLLER的驱动能力,当MOSFET较大时,IC驱动能力较小时,会涌现驱动过慢,开关损耗过大乃至不能驱动的问题,这点我们在设计时须要把稳。
02 IC内部驱动能力不敷时
当然,对付IC内部驱动能力不敷的问题我们也可以采取下面的方法来办理。
这种增加驱动能力的办法不仅增加了导通韶光,还可以加速关断韶光,同时对掌握毛刺及功率损耗由一定的效果。当然这个我们在LAYOUT时要只管即便将这两个管子放的离MOSFET栅极较近的位置。这样做的好处还有减少了寄生电感,提高了电路的抗滋扰性。
03 增加MOSFET的关断速率
如果我们单单要增加MOSFET的关断速率,那么我们可以采取下面的办法来进行。
关断电流比较大时,能使MOSFET输入电容放电速率更快,从而降落关断损耗。大的放电电流可以通过选择低输出阻抗的MOSFET或N沟道的负的截止的电压器件来实现,最常用的便是加加速二极管。
栅极关断时,电流在电阻上产生的压降大于二极管导通压降时,这时二极管会导通,从而将电阻进行旁路,导通后,随着电流的减小,二极管在电路中的浸染越来越小,该电路浸染会显著的减小MOSFET关断的延迟韶光。
当然这个电路有一定的缺陷,那便是栅极的电流仍旧须要留过IC内部的输出驱动阻抗,这有什么办法办理呢?
下面来讲讲PNP加速关断驱动电路:
04 PNP加速关断驱动电路
再来谈以下PNP加速关断电路
PNP加速关断电路是目前运用最多的电路,在加速三级管的浸染下可以实现瞬间的栅源短路,从而达到最短的放电韶光,之以是加二极管一方面是保护三级管基极,另一方面是为导通电流供应回路及偏置,该电路的优点为可以近似达到推拉的效果加速效果明显,缺陷为栅极由于经由两个PN节,不能是栅极真正的达到0伏。
05 当源极输出为高电压时的驱动
当源极输出为高电压的情形时,我们须要采取偏置电路达到电路事情的目的,既我们以源极为参考点,搭建偏置电路,驱动电压在两个电压之间颠簸,驱动电压偏差由低电压供应,如下图所示。
06 知足隔离哀求的驱动
为了知足安全隔离的哀求或者供应高端浮动栅极驱动常常会采取变压器驱动。这种驱动将驱动掌握和MOSFET进行了隔离,可以运用到低压及高压电路中去,如下图所示:
变压器驱动说白了便是隔离驱动,当然现在也有专门的驱动IC可以办理,但变压器驱动有自己的特点使得很多人一贯在坚持用。
图中耦合电容的浸染是为磁化的磁芯供应复位电压,如果没有这个电容,会涌现磁饱和。
与电容串联的电阻的浸染是为了防止占空比溘然变革形成LC的震荡,因此加这个电阻进行缓解。
07 自举逆变图
下面上一个实际的自举逆变图,供参考:
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