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增加功率比及占空比的绝缘FET脉冲驱动电路

增加功率比及占空比的绝缘FET脉冲驱动电路

点击数:7612 次   录入时间:03-04 12:02:19   整理:http://www.55dianzi.com   驱动电路及控制电路

   在电源变换器中,脉冲驱动电路将控制器产生的脉冲传递给功率晶体管。驱动电路必须传递带有电流隔离的控制器开关ON/OFF信号,并且提供能量打开开关,维持所需的开关状态。所需能量随着功率晶体管的输入电容增加,晶体管模块管理的功率也随之增加。这样,当该电路需要高功率时,设计者典型地将功率晶体管并联,增加输入电容。当你需要将IGBT(绝缘栅双极型晶体管)并联运行时,最好是共享栅极驱动,因为使用不同的驱动电路在打开和关闭开关的时间里会引入附加的变化,并且在每个功率模块间可能产生不平衡。

  如图所示电路的基础是一个较早的设计实例。电路的工作基本上与以前的设计实例相同,但这个电路能驱动MOSFETs(金属氧化物半导体场效应晶体管)或带有高于5纳法输入电容的IGBTs。本电路提供全电流隔离,并且不需要浮冲电源,它能传递接近100%的占空比。

  本电路在以前的设计实例电路中增加晶体管Q6和Q7。晶体管Q1~Q4现在是较大的功率,因为它们能处理较大的电流,取决于它们需要驱动的晶体管。晶体管Ql和Q2为BU271单元,Q3和Q4为BU2171器件,Q6和Q7为ZNV2106S。微分电路Cl/Rl和C2/R2产生l微秒长的脉冲,并且不要将它直接加到Ql和Q2晶体管的栅极,如参考图示,而是加到晶体管Q6和Q7。虽然Ql和Q2的输入电容接近700皮法,但Q6和Q7的输入电容大约为75皮法,可保证窄脉冲将合适地传送。

  在驱动控制信号的上升沿期间,Q7导通,其电流通过Q7的导通电阻开始给Q2的输入电容充电。因为Q7的导通电阻只有几欧姆,并且没有附加漏电阻存在,尽管其输入电容大,但02的输入电容充电过程变得快。

  随着Q2的栅极电压增加,Q7的栅极至源极的电压减少。该晶体管截止。因此,微分电路产生的窄脉冲通过耦合变压器Tl到晶体管Q3传递给Q7和Q2,给Q5的栅极至源极输入电容充电。在驱动控制信号的下降沿期间,同样过程发生在Q6、Ql和Q4,为Q5的栅极至源极输入电容提供放电。

  借助于电位器P1,你能控制Ql和Q2的放电时间,并且能调节你加到功率晶体管的驱动信号的偏差。因为Q6/Ql和Q7/Q2传递窄脉冲并且具有快速上升和下降沿,甚至对于高开关频率,你也能获得很大的占空比变化。用20千赫兹开关频率,你能控制2%至98%的占空比。该电路的紧密设计让你将它安装在靠近压缩到最小寄生单元的功率模块。

绝缘FET脉冲驱动电路




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