如何設(shè)計(jì)MOSFET驅(qū)動(dòng)電路電源？電源設(shè)計(jì)實(shí)例、技巧分享！

在這篇文章中，小編將為大家?guī)?a href="/tags/MOSFET" target="_blank">MOSFET驅(qū)動(dòng)電路電源的設(shè)計(jì)。如果你對本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的電源設(shè)計(jì)

1、變壓器隔離電源

當(dāng)使用MOSFET驅(qū)動(dòng)由上下橋臂構(gòu)成的H橋、三相逆變器或類似的電路時(shí)，上橋臂和下橋臂的電源必須彼此隔離。

圖3.1顯示了使用變壓器的電源示例。

驅(qū)動(dòng)MOSFET的下臂的電源可以共用。因此，H橋需要三個(gè)電源，而三相橋需要四個(gè)電源。

2、自舉電路

由二極管和電容器組成的自舉電路可以用來代替浮地電源。當(dāng)MOSFET由逆變器或類似電路的上臂和下臂驅(qū)動(dòng)時(shí)，可以在每個(gè)相中使用自舉電容C，如圖3.2所示，而不是浮置電源。最初，必須接通下臂中的器件以通過虛線的路徑從下臂的電源對電容C充電。下臂MOSFET每次導(dǎo)通時(shí)，電容C通過該路徑充電。由于上臂器件的占空比與電容C上存儲(chǔ)的電荷量有一定的關(guān)系，因此上臂的占空比存在限制。與輸出電壓的情況一樣，上臂的柵極電壓波動(dòng)使其對噪聲敏感。因此，在設(shè)計(jì)上臂門電路時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎。

3、電荷泵

電荷泵由振蕩電路、二極管和電容組成。電荷泵每一級提升的電壓存儲(chǔ)在電容器中，如圖3所示。當(dāng)MOSFET由上下橋臂構(gòu)成時(shí)，點(diǎn)荷泵可用于驅(qū)動(dòng)高邊。與自舉電路不同，電荷泵對輸出器件的占空比沒有任何限制。

二、電源設(shè)計(jì)技巧

1、反激式電源中的鐵氧體磁放大器

對于兩個(gè)輸出端都提供實(shí)際功率(5V 2A 和 12V 3A，兩者都可實(shí)現(xiàn)± 5%調(diào)節(jié))的雙路輸出反激式電源來說，當(dāng)電壓達(dá)到 12V 時(shí)會(huì)進(jìn)入零負(fù)載狀態(tài)，而無法在 5%限度內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。線性穩(wěn)壓器是一個(gè)可實(shí)行的解決方案，但由于價(jià)格昂貴且會(huì)降低效率，仍不是理想的解決方案。

我們建議的解決方案是在 12V 輸出端使用一個(gè)磁放大器，即便是反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也可使用。為了降低成本，建議使用鐵氧體磁放大器。

然而，鐵氧體磁放大器的控制電路與傳統(tǒng)的矩形磁滯回線材料(高磁導(dǎo)率材料)的控制電路有所不用。鐵氧體的控制電路(D1 和 Q1)可吸收電流以便維持輸出端供電。該電路已經(jīng)過全面測試。變壓器繞組設(shè)計(jì)為 5V 和 13V 輸出。該電路在實(shí)現(xiàn) 12V 輸出± 5%調(diào)節(jié)的同時(shí)，甚至還可以達(dá)到低于 1W 的輸入功率(5V 300 mW 和 12V 零負(fù)載)。

2、使用現(xiàn)有的消弧電路提供過流保護(hù)

考慮一下 5V 2A 和 12V 3A 反激式電源。該電源的關(guān)鍵規(guī)范之一便是當(dāng) 12V 輸出端達(dá)到空載或負(fù)載極輕時(shí)，對 5V 輸出端提供過功率保護(hù)(OPP)。這兩個(gè)輸出端都提出了± 5%的電壓調(diào)節(jié)要求。

對于通常的解決方案來說，使用檢測電阻會(huì)降低交叉穩(wěn)壓性能，并且保險(xiǎn)絲的價(jià)格也不菲。而現(xiàn)在已經(jīng)有了用于過壓保護(hù)(OVP)的消弧電路。該電路能夠同時(shí)滿足 OPP 和穩(wěn)壓要求，使用部分消弧電路即可實(shí)現(xiàn)該功能。

從下圖可以看出，R1 和 VR1 形成了一個(gè) 12V 輸出端有源假負(fù)載，這樣可以在 12V 輸出端輕載時(shí)實(shí)現(xiàn) 12V 電壓調(diào)節(jié)。在 5V 輸出端處于過載情況下時(shí)，5V 輸出端上的電壓將會(huì)下降。假負(fù)載會(huì)吸收大量電流。R1 上的電壓下降可用來檢測這一大量電流。Q1 導(dǎo)通并觸發(fā) OPP 電路。

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