4种常见的MOS管栅极驱动电路,你用过几个?

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内容提要

本文介绍了四种常见的MOSFET栅极驱动电路,包括IC直接驱动型、推挽输出电路增强驱动、加速MOSFET关断的驱动电路以及加速MOSFET关断的变压器驱动电路。每种驱动电路都有不同的特点和适用场景。

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延伸解读

驱动能力与寄生电容的匹配

选择IC直接驱动时,需同时考虑电源IC的最大峰值驱动电流和MOSFET的寄生电容。若电容较大而驱动电流不足,MOS管开启变慢,上升沿可能出现高频振荡,此时仅减小栅极电阻Rg无法解决问题。因此,驱动电阻的选择受IC驱动能力、MOSFET寄生电容和开关速度共同制约,不能无限减小。

推挽与加速关断的取舍

推挽输出电路能增强电流供应,快速充电栅极电容,从而缩短开通时间并避免上升沿振荡,但可能增加开通所需时间。加速关断电路则通过低阻抗通路快速放电栅源极电容,其中快恢复二极管和并联电阻可缩短关断时间、降低关断损耗,并防止电源IC因电流过大而损坏。

图腾柱与变压器驱动的适用场景

图腾柱电路可加速关断,当电源IC驱动能力足够时,可改进为图4形式,利用三极管释放栅源极电容电荷,避免电流直接通过电源IC放电,提高可靠性。变压器驱动则用于高边MOS管驱动或安全隔离,设计时需注意隔离直流、通过交流,并防止磁芯饱和,同时抑制PCB寄生电感与电容形成的LC振荡。

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Q&A

MOS管栅极驱动电路有哪几种常见类型?

常见的MOS管栅极驱动电路有四种:IC直接驱动型、推挽输出电路增强驱动、加速MOS管关断的驱动电路、变压器驱动电路。

使用IC直接驱动MOS管时需要注意哪些参数?

需要注意电源IC的最大峰值驱动电流和MOSFET的寄生电容。如果电源IC峰值驱动电流不足,MOS管开启速度会变慢,上升沿可能出现高频振荡,此时减小Rg也无法解决。

推挽输出电路增强驱动有什么作用?

推挽输出电路可以增加电流供应能力,快速完成栅极电容的充电过程,使开关管快速开通,避免上升沿的高频振荡,但会增加开通时间、减少关断时间。

如何加速MOS管的关断?

在关断瞬间,驱动电路提供低阻抗通路,使栅源极间电容快速放电。常见方法是在Rg1上并联快恢复二极管D1和电阻Rg2,D1缩短关断时间并降低关断损耗,Rg2防止电源IC因电流过大而烧坏。图腾柱电路也可加速关断。

变压器驱动电路用于什么场景?

变压器驱动电路用于驱动高边MOS管,有时也用于安全隔离。设计时需注意隔离直流、通过交流,并防止磁芯饱和,同时用R1抑制PCB寄生电感与C1形成的LC振荡。

加速关断电路中快恢复二极管和并联电阻的作用是什么?

快恢复二极管D1用于缩短关断时间并降低关断损耗;并联电阻Rg2用于防止电源IC在关断时因电流过大而烧坏。

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