150W級功率MOSFET的門驅(qū)動電路
發(fā)布時間:2008/9/11 0:00:00 訪問次數(shù):506
作為高速的開關(guān)器件,功率mosfet比較被注目。要充分地使用它,就必須非常清楚其門驅(qū)動電路。
功率mosfet在苴流~低速開關(guān)用途上,與以往的場效應(yīng)品體管相比易于驅(qū)動是其最大的特色.但如要在高頻時實現(xiàn)高速開關(guān)動作,則因門輸入阻抗低而非常困難,教科書卜提到過功率mosfet的輸人阻抗極高,但那是有適用條件的.
圖1是用于測試功率mosfet(2sk1379)的開關(guān)特性的電路.試驗中使用的2sk1379(東芝)是60v、50a,漏極損耗150w,gm=25~35s的功率開關(guān)器件.注意其輸入電容cis=36oopf、反饋電容crs=10o0pf 使用此fet,研究其門極上直接串聯(lián)連接的電阻rg對特性帶來的影響。
mosfet實質(zhì)上是高速開關(guān)器件,受到輸入輸出問的耦合、配線等的寄生電感的影響,具有動作不易穩(wěn)定的性質(zhì)。因此,門極電阻rg的插人不可缺少,隨著rg的提高,開關(guān)的時間變慢。那是因為存在門輸入電流對門輸入電容cis進(jìn)行充放電的時間常數(shù)。越高速的開關(guān),越需要大的閘輸入電流.
圖1 150w功率mosfet開關(guān)特性測定電路
一方面,off開關(guān)時,如果不將門極儲蓄的電荷引人到驅(qū)動側(cè),就不能off。
實驗電路中測定門電流時用電流探頭夾緊(帶域幅度dc~50mhz)。為了觀測門極端子流過的電流i,而插入。負(fù)載電阻rl以50v、10a開關(guān),rl=vo/io=5ω(4個20ω并聯(lián))。
圖2是通過rg=50ω,將5vp-p、45μs的脈沖進(jìn)行開關(guān)時的輸出波形v。和門極輸人電流ig的波形。
圖2 由2sk1379組成的開關(guān)----輸出電壓波形和柵極電流波形
門極電流的峰值略小于40ma,ig≈0的時間為5μs。
輸出波形的下降時間略小于1μs,上升時間幾乎相同。另外,開關(guān)off時,也流過40ma的門極電流(電流方向相反)。驅(qū)動電路消耗的電力是此電流波形的積分值,高頻時也不能忽視驅(qū)動電路的電力。
這里rg=100ω時的上升、下降時問為1.8μs、2μs,ig=25ma(峰值)rg=200ω h時為3.1μs 、3.2μs、,ig=15mapeak,如果減少峰值電流,則開關(guān)特性會變差.
圖3是rg=600ω時的波形。輸出電壓波形也不理想,一方面,由于門極申流波形雖然減少到7.5mapeak, 但電流流過的時間(時間常數(shù))變長.輸出波形off時的阻尼振蕩現(xiàn)象少,所以只能適用于低速開關(guān)。
圖3 由2sk1379組成的開關(guān)…輸出電壓波形和柵極電流波形(rg=600ω)
綜上所述,實現(xiàn)高速開關(guān)時.需耍驅(qū)動電路的最大輸出電流大(最好是推挽的射極跟隨器)上升時間及下降時間短的驅(qū)動波形.
歡迎轉(zhuǎn)載,信息來自維庫電子市場網(wǎng)(www.dzsc.com)
作為高速的開關(guān)器件,功率mosfet比較被注目。要充分地使用它,就必須非常清楚其門驅(qū)動電路。
功率mosfet在苴流~低速開關(guān)用途上,與以往的場效應(yīng)品體管相比易于驅(qū)動是其最大的特色.但如要在高頻時實現(xiàn)高速開關(guān)動作,則因門輸入阻抗低而非常困難,教科書卜提到過功率mosfet的輸人阻抗極高,但那是有適用條件的.
圖1是用于測試功率mosfet(2sk1379)的開關(guān)特性的電路.試驗中使用的2sk1379(東芝)是60v、50a,漏極損耗150w,gm=25~35s的功率開關(guān)器件.注意其輸入電容cis=36oopf、反饋電容crs=10o0pf 使用此fet,研究其門極上直接串聯(lián)連接的電阻rg對特性帶來的影響。
mosfet實質(zhì)上是高速開關(guān)器件,受到輸入輸出問的耦合、配線等的寄生電感的影響,具有動作不易穩(wěn)定的性質(zhì)。因此,門極電阻rg的插人不可缺少,隨著rg的提高,開關(guān)的時間變慢。那是因為存在門輸入電流對門輸入電容cis進(jìn)行充放電的時間常數(shù)。越高速的開關(guān),越需要大的閘輸入電流.
圖1 150w功率mosfet開關(guān)特性測定電路
一方面,off開關(guān)時,如果不將門極儲蓄的電荷引人到驅(qū)動側(cè),就不能off。
實驗電路中測定門電流時用電流探頭夾緊(帶域幅度dc~50mhz)。為了觀測門極端子流過的電流i,而插入。負(fù)載電阻rl以50v、10a開關(guān),rl=vo/io=5ω(4個20ω并聯(lián))。
圖2是通過rg=50ω,將5vp-p、45μs的脈沖進(jìn)行開關(guān)時的輸出波形v。和門極輸人電流ig的波形。
圖2 由2sk1379組成的開關(guān)----輸出電壓波形和柵極電流波形
門極電流的峰值略小于40ma,ig≈0的時間為5μs。
輸出波形的下降時間略小于1μs,上升時間幾乎相同。另外,開關(guān)off時,也流過40ma的門極電流(電流方向相反)。驅(qū)動電路消耗的電力是此電流波形的積分值,高頻時也不能忽視驅(qū)動電路的電力。
這里rg=100ω時的上升、下降時問為1.8μs、2μs,ig=25ma(峰值)rg=200ω h時為3.1μs 、3.2μs、,ig=15mapeak,如果減少峰值電流,則開關(guān)特性會變差.
圖3是rg=600ω時的波形。輸出電壓波形也不理想,一方面,由于門極申流波形雖然減少到7.5mapeak, 但電流流過的時間(時間常數(shù))變長.輸出波形off時的阻尼振蕩現(xiàn)象少,所以只能適用于低速開關(guān)。
圖3 由2sk1379組成的開關(guān)…輸出電壓波形和柵極電流波形(rg=600ω)
綜上所述,實現(xiàn)高速開關(guān)時.需耍驅(qū)動電路的最大輸出電流大(最好是推挽的射極跟隨器)上升時間及下降時間短的驅(qū)動波形.
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