一種隔離mosfet驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種隔離MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，屬于電力電子驅(qū)動(dòng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，功率變換電路中MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管)驅(qū)動(dòng)電路有不同類型和各自相應(yīng)的技術(shù)方案，各有優(yōu)缺點(diǎn)。本實(shí)用新型提出一種高速隔離MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，利用圖騰式電路結(jié)構(gòu)，使用高頻隔離變壓器、二極管、電容等器件組成驅(qū)動(dòng)電路。本驅(qū)動(dòng)電路能夠解決因隔離變壓器存在漏感而導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)電壓不夠的問題，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，在該電路中巧妙的利用電容能夠瞬間提供大電流來彌補(bǔ)隔離變壓器開通瞬間電流不足的缺陷，從而來實(shí)現(xiàn)快速開通，同時(shí)在關(guān)斷瞬間由PNP三極管與MOSFET輸入電容構(gòu)成回路，將輸入電容的電荷迅速放出，實(shí)現(xiàn)快速關(guān)斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:本實(shí)用新型提供一種隔離MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，能夠解決因隔離變壓器存在漏感而導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)電流不足、速度慢的問題，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在該電路中巧妙的利用電容能夠瞬間提供大電流來彌補(bǔ)隔離變壓器開通瞬間電流不足的缺陷，從而來實(shí)現(xiàn)快速開通，同時(shí)在關(guān)斷瞬間由PNP三極管與MOSFET輸入電容構(gòu)成回路，將輸入電容的電荷迅速放出，實(shí)現(xiàn)快速關(guān)斷。
[0004]本實(shí)用新型技術(shù)方案是:一種隔離MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，包括高頻隔離變壓器T，隔直電容Cl、隔直電容C2、電容C3，二極管Dl、D2、D3，三極管V1、V2，MOSFET管Q ；
[0005]所述隔直電容Cl與高頻隔離變壓器T的原邊線圈相連，所述高頻隔離變壓器T的副邊線圈經(jīng)過隔直電容C2再分別與二極管Dl的負(fù)極、二極管D2的正極、三極管Vl基極、三極管V2基極相連，二極管Dl的正極分別與三極管V2的集電極、二極管D3的正極、MOSFET管Q的源極相連，二極管D2的負(fù)極分別與三極管Vl的集電極、電容C3的一端相連，電容C3的另一端與MOSFET管Q的源極相連，三極管Vl發(fā)射極和三極管V2發(fā)射極分別與二極管D3的負(fù)極、MOSFET管Q的柵極相連。
[0006]本實(shí)用新型的電路工作原理是:
[0007]當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過高頻隔離變壓器T時(shí)，分別根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正負(fù)來導(dǎo)通NPN晶體管和PNP晶體管，從而驅(qū)動(dòng)MOSFET。圖1中元件，當(dāng)高頻隔離變壓器T副邊線圈同名端為正時(shí)，D2導(dǎo)通，C3迅速充電，此時(shí)由線圈和電容C3來提供MOSFET的開通電壓，三極管Vl由于高電位開通，電壓經(jīng)二極管給電容C3充電同時(shí)經(jīng)過三極管開通M0SFET，如圖2所示。在此過程中，電容C3在開通瞬間利用電容瞬間充放電的特性提供大電流彌補(bǔ)隔離變壓器開通瞬間電流不足的問題，因?yàn)殚_通瞬間高頻隔離變壓器存在漏感，導(dǎo)致開通電流不足，而電容C3在開通瞬間迅速放電恰好能夠彌補(bǔ)。而在開通穩(wěn)定后，電壓給C3充電。當(dāng)高頻變壓器副邊線圈同名端為負(fù)時(shí)，PNP三極管開通，與MOSFET的輸入電容構(gòu)成回路，此時(shí)輸入電容通過此回路迅速放電，快速關(guān)斷，如圖3所示。
[0008]另外，所述高頻隔離變壓器T的匝數(shù)比為1:1(在不同情況下可自行設(shè)計(jì)匝數(shù)比)。
[0009]圖騰柱電路包括NPN三極管、PNP三極管，即對(duì)應(yīng)三極管V1、三極管V2，所述電容C3能夠在MOSFET開通瞬間彌補(bǔ)隔離變壓器因漏感而導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)電流不足的問題。
[0010]所屬電路中二極管D2能夠防止電容C3快速放電時(shí)電流流回副邊線圈。
[0011]所述隔離變壓器匝數(shù)比可根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)，另外繞組也可以進(jìn)行合適增加。
[0012]本驅(qū)動(dòng)電路中加入隔離變壓器，隔離變壓器通常為高頻、高頻率的磁環(huán)。高頻變壓器的原邊加入隔直電容，阻止直流分量流過，防止變壓器直流磁化而飽和。變壓器的副邊加一個(gè)電容，用來復(fù)現(xiàn)原邊隔直電容的電壓(當(dāng)變壓器匝數(shù)比為1:1)。電容與副邊和一個(gè)二極管串聯(lián)，這個(gè)二極管起到當(dāng)電壓反向時(shí)為電容充電，當(dāng)電壓正向時(shí)電容與副邊串聯(lián)復(fù)現(xiàn)原邊隔直電容電壓。而與圖騰柱電路NPN三極管連接的電容起到放電維持MOSFET開通電壓的作用。二極管是防止電容C3放電時(shí)電流流回副邊線圈。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0014]本實(shí)用新型能夠解決因隔離變壓器存在漏感而導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)電流不足的問題，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。在該電路中巧妙的利用電容能夠瞬間提供大電流來彌補(bǔ)隔離變壓器開通瞬間電流不足的缺陷，從而來實(shí)現(xiàn)快速開通，同時(shí)在關(guān)斷瞬間由PNP三極管與MOSFET輸入電容構(gòu)成回路，將輸入電容的電荷迅速放出，實(shí)現(xiàn)快速關(guān)斷；
[0015]本實(shí)用新型電路成本低廉，僅靠基本電子元器件組成，而且可根據(jù)驅(qū)動(dòng)需要進(jìn)行多路擴(kuò)展，對(duì)要求抗干擾能力強(qiáng)、高速開通關(guān)斷的驅(qū)動(dòng)電路有較好的效果。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型電路原理圖；
[0017]圖2是本實(shí)用新型電路開通時(shí)的工作狀態(tài)示意圖；
[0018]圖3是本實(shí)用新型電路關(guān)斷時(shí)的工作狀態(tài)不意圖；
[0019]圖4是本實(shí)用新型驅(qū)動(dòng)電路高頻變壓器仿真時(shí)器件電壓波形；
[0020]圖5是本實(shí)用新型MOSFET管開通時(shí)的電壓波形圖；
[0021]圖6是本實(shí)用新型MOSFET管關(guān)斷時(shí)的電壓波形圖。
[0022]圖1-4中，T為高頻隔離變壓器，C1、C2、C3為隔直電容，C3為電容，D1、D2為續(xù)流二極管，D3為穩(wěn)壓管，Vl為NPN型三極管，V2為PNP型二極管，Q為MOSFET管；
[0023]圖4中，V(n007)為高頻隔離變壓器原邊線圈電壓波形、V(n002)為高頻隔離變壓器副邊線圈經(jīng)電容C2抬高后電壓波形、V(n005)為MOSFET柵極開通電壓波形。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0025]實(shí)施例1:如圖1-6所示，一種隔離MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，包括高頻隔離變壓器T，隔直電容Cl、隔直電容C2、電容C3，二極管Dl、D2、D3，三極管V1、V2，MOSFET管Q ；
[0026]所述隔直電容Cl與高頻隔離變壓器T的原邊線圈相連，所述高頻隔離變壓器T的副邊線圈經(jīng)過隔直電容C2再分別與二極管Dl的負(fù)極、二極管D2的正極、三極管Vl基極、三極管V2基極相連，二極管Dl的正極分別與三極管V2的集電極、二極管D3的正極、MOSFET管Q的源極相連，二極管D2的負(fù)極分別與三極管Vl的集電極、電容C3的一端相連，電容C3的另一端與MOSFET管Q的源極相連，三極管Vl發(fā)射極和三極管V2發(fā)射極分別與二極管D3的負(fù)極、MOSFET管Q的柵極相連。
[0027]高頻隔離變壓器T原邊線圈接電容Cl，能夠起隔直的作用，防止高頻隔離變壓器T通過直流而飽和。隔離變壓器副邊線圈與電容C2相連，除了隔離直流電還起到復(fù)現(xiàn)原邊隔直電容電壓的作用，二極管Dl在副邊電壓反向時(shí)為電容C2反向充電，當(dāng)線圈電壓為正，電容與線圈串聯(lián)，從而復(fù)現(xiàn)原邊電壓。經(jīng)過電容的電壓不僅直接與圖騰柱電路三極管基極相接，而且經(jīng)過二極管D2連接到NPN型三極管Vl集電極，給電容C3充電，三極管Vl發(fā)射極和V2的發(fā)射極相連，組成圖騰柱輸出，用來功率放大，提高驅(qū)動(dòng)能力。穩(wěn)壓管D3維持MOSFET的開通電壓。
[0028]為更直觀的說明，下面利用圖2和圖3進(jìn)一步說明MOSFET在開通和關(guān)斷時(shí)的工作狀態(tài)。
[0029]如圖2所示，在高頻變壓器副邊線圈同名端為正時(shí)，由線圈和電容C2來提供MOSFET的開通電壓，此時(shí)三極管Vl由于高電位開通，電壓經(jīng)二極管給電容C3充電同時(shí)經(jīng)過三極管開通M0SFET。在此過程中，電容C3在開通瞬間利用電容瞬間充放電的特性提供大電流彌補(bǔ)隔離變壓器開通瞬間電流不足的問題，因?yàn)殚_通瞬間高頻隔離變壓器存在漏感，導(dǎo)致開通電流不足，而電容C3在開通瞬間迅速放電恰好能夠彌補(bǔ)。而在開通穩(wěn)定后，電壓給C3充電。
[0030]如圖3所示，在高頻變壓器副邊線圈同名端為負(fù)時(shí)，實(shí)線部分構(gòu)成回路，此時(shí)PNP三極管開通，與MOSFET的輸入電容構(gòu)成回路，此時(shí)輸入電容通過此回路迅速放電，快速關(guān)斷。
[0031]本實(shí)施例還進(jìn)行了實(shí)際效果的測(cè)試。如圖4所示，V(n007)為變壓器原邊線圈電壓波形，V(n002)為變壓器副邊線圈經(jīng)電容C2抬高后的電壓波形，V(n005)為MOSFET管開通電壓波形。從圖中可以看出，MOSFET管的開通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間較短，開通電壓波形平穩(wěn)。
[0032]從圖5、圖6中仿真圖可以看出，MOSFET管的開通時(shí)間(如圖5所示)和關(guān)斷時(shí)間(如圖6所示)都較短，都在20ns左右，且驅(qū)動(dòng)電壓波形穩(wěn)定。
[0033]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種隔離MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:包括高頻隔離變壓器T，隔直電容Cl、隔直電容C2、電容C3，二極管Dl、D2、D3，三極管V1、V2，MOSFET管Q ； 所述隔直電容Cl與高頻隔離變壓器T的原邊線圈相連，所述高頻隔離變壓器T的副邊線圈經(jīng)過隔直電容C2再分別與二極管Dl的負(fù)極、二極管D2的正極、三極管Vl基極、三極管V2基極相連，二極管Dl的正極分別與三極管V2的集電極、二極管D3的正極、MOSFET管Q的源極相連，二極管D2的負(fù)極分別與三極管Vl的集電極、電容C3的一端相連，電容C3的另一端與MOSFET管Q的源極相連，三極管Vl發(fā)射極和三極管V2發(fā)射極分別與二極管D3的負(fù)極、MOSFET管Q的柵極相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種隔離MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，屬于電力電子驅(qū)動(dòng)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括高頻隔離變壓器T，隔直電容C1、隔直電容C2、電容C3，二極管D1、D2、D3，三極管V1、V2，MOSFET管Q。本實(shí)用新型能夠解決因隔離變壓器存在漏感而導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)電流不足的問題，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。在該電路中巧妙的利用電容能夠瞬間提供大電流來彌補(bǔ)隔離變壓器開通瞬間電流不足的缺陷，從而來實(shí)現(xiàn)快速開通，同時(shí)在關(guān)斷瞬間由PNP三極管與MOSFET輸入電容構(gòu)成回路，將輸入電容的電荷迅速放出，實(shí)現(xiàn)快速關(guān)斷。
【IPC分類】H02M1/08
【公開號(hào)】CN204707027
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520350492
【發(fā)明人】舒文彬, 李思奇
【申請(qǐng)人】昆明理工大學(xué)
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年5月27日