MOS管門極驅動電路及MOSFET驅動簡便計算-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2021-01-27
MOS管門極驅動電路：（1)直接驅動
電阻R1的作用是限流和抑制寄生振蕩，一般為10Ωm到100Ωm,R2是為關斷時提供放電回路的;穩壓二極管D1和D2是保護MOS管的門]極和源極;二極管D3是加速MOS的關斷。
（2)互補三極管驅動
當MOS管的功率很大時，而PWM芯片輸出的PWM信號不足已驅動MOS管時，加互補三極管來提供較大的驅動電流來驅動MOS管。
PWM為高電平時，三極管Q3導通,驅動MOS管導通;PWM為低電平時，三極管Q2導通，加速MOS管的關斷;電阻R1和R3的作用是限流和抑制寄生振蕩，一般為10Ωm到100Ωm,R2是為關斷時提供放電回路的;二極管D1是加速MOS的關斷。
（3)耦合驅動(利用驅動變壓器耦合驅動)
MOS管門極驅動電路：當驅動信號和功率MOS管不共地或者MOS管的源極浮地的時候，比如Buck變換器或者雙管正激變換器中的MOS管，利用變壓器進行耦合驅動如圖:
驅動變壓器的作用:
1.解決驅動MOS管浮地的問題;
2.解決PWM信號與MOS管不共地的問題;
3.一個驅動信號可以分成兩個驅動信號;
4.減少干擾。
開關電源工作頻率已選定為50kHz，用半橋電路。半個周期是10us，每個開關管考慮死區時間最多導通9us。
9us的導通時間，上升或下降的時間無論如何不能超過1us，否則處于線性區的時間占比例太大，效率會比較低。如果開關電源工作頻率更高，上升下降的時間還要減少，換句話說，需要更快一些，可能只允許0.2us。
選定一MOS管,資料里Qg(tot)=130nc，Ciss=2000pF，Coss=400pF ,tr=66ns。看datasheet里有條Basic Gate Charge Wavefoum曲線。該曲線先上升然后幾乎水平再上升。水平那段是管子開通(米勒效應)。
希望在0.2us內使管子開通，估計總時間(先上升然后水平再上升)為0.4us。由Qg(tot)= 130nC和0.4us即可得: 130nC/0.4us =0.325A。
這是峰值，僅在管子開通和關斷的各0.2us里有電流，其它時間幾乎沒有電流，平均值很小。但不能輸出這個峰值，管子開通就會變慢。
這是仿真MOSFET在實際應用的實驗簡化圖，更改R1可以更改MOSFET的驅動，上升下降速度。
左圖R1為100R的柵極驅動電壓和漏極電流波形，柵極電壓tf= 1.223uS,tr=863.2nS。如圖是與之相對應的漏源電壓和漏極電流波形,漏極電流tf=101.5nS，導通時間t=137uS。
左圖R1為10R的柵極驅動電壓和漏極電流波形，柵極電壓tf=195.3nS,tr=105.5nS。
右圖是與之相對應的漏源電壓和漏極電流波形,漏極電流tf=72.3nS,導通時間t=137uS。
改變R1的大小，能改變驅動上升與下降時間,R1越小，柵極驅動電流越大，上升下降都變陡;反之，則越斜。
R1的改變對MOSFET的漏極電流下降時間和漏源電壓上升時間影響較大。
在環境溫度為30℃條件下，老化到MOSFET溫度穩定，R1為100R時殼溫86℃，R1為10R時為76℃,由此表明，漏極電流下降時間對開關損耗影響較大，R1=10R時開關損耗減少。
在R1為10R時，感應的電壓較高，EMI也會稍大。
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