MOSFET半桥驱动电路设想方法及任务道理-KIA MOS管

MOSFET半桥驱动电路设想方法

MOSFET凭开关速率快、导通电阻高档长处在开关电源及机电驱动等利用中获得了普遍利用。要想使MOSFET在利用中充实阐扬其机能，就必须设想-一个适合利用的最优驱动电路和参数。在利用中MOSFET普通任务在桥式拓扑结构形式下，如图1所示。

因为下桥MOSFET驱动电压的参考点为地，较轻易设想驱动电路，而上桥的驱动电压是跟从相线电压浮动的，因此若何很好地驱动上桥MOSFET成了设想可否胜利的关头。半桥驱动芯片因为其易于设想驱动电路、外围元器件少、驱动才能强、靠得住性高档长处在MOSFET驱动电路中得到普遍利用。

桥式布局拓扑阐发

图1所示为驱动三相直流无刷机电的桥式电路，此中LpcB、Ls、Lp为直流母线和相线的引线电感，机电为三相Y型直流无刷机电，其任务道理以下。

直流无刷机电经由进程桥式电路完成电子换相，机电任务形式为三相六状况，MOSFET导通畅序为Q1Q5→Q1Q6-→Q2Q6→Q2Q4→Q3Q4→Q3Q5。体系经由进程调理上桥MOSFET的PWM占空最近完成速率调理。Q1. Q5导通时，电流(I..)由

VDD经Q1、机电线圈、Q5流至地线，机电AB雷同电。Q1封锁、Q5导通时，电流经过Q5，Q4续流(If)，机电线圈中的电流根基坚持不变。

Q1再次守旧时，因为Q3体二极管的电荷规复进程，体二极管不能很快关断，是以体二极管中会有.反向规复电流(I..)流过。因为I..的变更很快，是以在(I..)回路中产生很高的di/dt.

MOSFET半桥驱动电路任务道理

图2所示为典范的MOSFET半桥驱动电路。半桥驱动电路的关头是若何完成.上桥的驱动。图2中C1为自举电容，D1为快规复二极管。PWM在上桥调制。当Q1关断时，A点电位因为Q2的续流而回零，此时CI经由进程VCC及D1停止充电。当输入旌旗灯号H..守旧时，上桥的驱动由CI供电。因为C1的电压不变，Vg随Vs的下降而浮动，以是C1称为自举电容。

每一个PWM周期，电路都给C1充电，坚持其电压根基坚持不变。D1的感化是当Q1关断时为.C1充电供给正向电流通道，当Q1守旧时，禁止电流反向流人节制电压VCC. D2的感化是为使上桥能够疾速关断，削减开关消耗，缩短MOSFET关断时的不不变进程。D3的感化是避免上桥疾速守旧时下桥的栅极电压耦合.回升(Cdv/dt)而导致凹凸桥穿通的景象。

应注重的题目

偏磁题目

缘由：因为两个电容毗连点A的电位是随Q1、Q2导通环境而浮动的，以是能够或许主动的均衡每一个晶体管开关的伏秒值，当浮动不知足请求时，假定 Q1、Q2具备差别的开关特征，即在不异的基极脉冲宽度t=t1下，Q1关断较慢，Q2关断较快，则对B点的电压就会有影响，就会有有灰色面积中A1、 A2的不均衡伏秒值，缘由便是Q1关断提早。

若是要这类不均衡的波形驱动变压器，将会产生偏磁景象，导致死心饱和并产生过大的晶体管集电极电流，从而下降了变更器的效力，使晶体管失控，乃至销毁。

处理方法：在变压器原边线圈中加一个串连电容C3，则与不均衡的伏秒值成反比的直流偏压将被次电容滤掉，如许在晶体管导通时代，就会均衡电压的伏秒值，到达消弭偏磁的目标。

用作桥臂的两个电容选用题目：

从MOSFET半桥驱动电路布局上看，选用桥臂上的两个电容C1、C2时需要斟酌电容的均压题目，尽能够选用C1=C2的电容，那末当某一开关管导通时，绕组上的电压只要电源电压的一半，到达均压结果，普通环境下，还要在两个电容两头各并联一个电阻(道理图中的R1和R2)并且R1=R2进一步知足请求，此时在挑选阻值和功率时需要注重降额。

此时，电容C1、C2的感化便是用来主动均衡每一个开关管的伏秒值，(与C3的区分：C3是滤去影响伏秒均衡的直流份量)。

纵贯题目

所谓纵贯，便是Q1、Q2在某一时辰同时导通的景象，此时会组成短路。

处理办法：能够对驱动脉冲宽度的最大值加以限定，使导通角度不会产生纵贯。

还能够从拓扑上处理题目，才用穿插耦合封锁电路，使一管子导通时，另外一管子驱动在封锁状况，直到前一个管子关断，封锁才打消，后管才有导通的能够，这类主动封锁对存储时辰、参数散布有主动顺应的长处，并且对占空比能够满度利用的。

两个电路的挑选首要是斟酌以下两点：

1、按照输入电压的凹凸，斟酌管子的宁静题目;

2、功率消耗的题目，首要是开关管和副边绕组的消耗题目;

半桥电路的驱动题目：

1、原边线圈过负载限定：要给原边的功率管供给自力的电流限定;

2、软启动：启动时，要限定脉宽，使得脉宽在启动的最后多少个周期中渐渐回升;

3、磁的节制：节制晶体管驱动脉冲宽度相称，要使正反磁通相称，不产生偏磁;

4、避免纵贯：要节制占空比下限减少;

5、电压的节制和断绝：电路要闭关键制，断绝能够是光电断绝器、变压器或磁缩小器等;

6、过压掩护：凡是是封锁变更器的开关脉冲以停止过压掩护;

7、电流限定：电流限定装置在输入或输入回路上，在产生短路时辰起感化;

8、输入电压太低掩护：划定只要在阐扬杰出机能的充足高的电压下才能启动;

9、另外，还要有适合的赞助功效：如浪涌电流限定和输入滤波关键等。

半桥电路的驱动特色：

1、凹凸桥臂不共地，即原边电路的开关管不共地。

2、断绝驱动。

MOSFET半桥驱动电路：结语

在设想半桥驱动电路时，应注意以下方面:

1.拔取恰当的自举电容，确保在利用中有充足的自举电压

2.挑选适合的驱动电阻，电阻过大会增添MOSFET的开关消耗，电阻太小会引发相线振铃和相线负压，对体系和驱动IC形成不良影响

3.在芯片电源处利用去耦电容

4.注重线路的布线，尽能够减小驱动回路和主回路中的寄生电感，使di/dt对体系的影响降到最小

5.挑选适合利用的驱动1C，不同IC的耐压及驱动电流等诸多参数都不一样，以是应按照现实利用选择适合的驱动IC。

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