功率MOSFET在正激式驅(qū)動(dòng)電路中的應(yīng)用簡(jiǎn)析

功率MOSFET在目前一些大功率電源的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用，此前本文曾經(jīng)就幾種常見(jiàn)的MOSFET電路設(shè)計(jì)類型進(jìn)行了簡(jiǎn)單總結(jié)和介紹。在今天的文章中，本文將會(huì)就這一功率器件的另一種應(yīng)用方式，即有隔離變壓器存在的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)電路，進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

有隔離變壓器的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)電路作為一種比較常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)電路形式，在目前的家電產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多，其典型電路結(jié)構(gòu)如圖1(a)所示。在圖1(a)所給出的電路結(jié)構(gòu)中，V1、V2為互補(bǔ)工作，電容C起隔離直流的作用，T1為高頻、高磁率的磁環(huán)或磁罐。

圖1 有隔離變壓器的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)

圖2 有隔離變壓器的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)波形

當(dāng)這一有隔離變壓器的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)MOSFET電路被應(yīng)用在220V電網(wǎng)中正常導(dǎo)通時(shí)，此時(shí)市電電網(wǎng)所施加在隔離變壓器上的電壓可計(jì)算為(1-D)Ui、關(guān)斷時(shí)則電壓為DUi，若主功率管S可靠導(dǎo)通電壓為12V，則隔離變壓器原副邊匝比NI/N2為12/(1-D)/Ui。為保證導(dǎo)通期間GS電壓穩(wěn)定C值可稍取大些。實(shí)驗(yàn)波形見(jiàn)圖2(a)。

除了有隔離變壓器的互補(bǔ)驅(qū)動(dòng)電路形式應(yīng)用比較多之外，上圖中還展示了另外一種常見(jiàn)的MOSFET驅(qū)動(dòng)電路，其電路結(jié)構(gòu)如上圖圖1(b)所示。在平時(shí)的應(yīng)用中，這一電路為占空比大于0.5時(shí)適用的驅(qū)動(dòng)電路。在這一電路結(jié)構(gòu)中，Z2為穩(wěn)壓二極管，此時(shí)副邊繞組負(fù)電壓值較大，Z2的穩(wěn)壓值為所需的負(fù)向電壓值，超過(guò)部分電壓降在電容C2上，其實(shí)驗(yàn)波形見(jiàn)圖2(b)。

這種在家電產(chǎn)品中適用的MOSFET驅(qū)動(dòng)電路具有多種優(yōu)點(diǎn)。首先，這一電路的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單可靠，具有電氣隔離作用。當(dāng)脈寬變化時(shí)，驅(qū)動(dòng)的關(guān)斷能力不會(huì)隨著變化。其次，圖1所展示的這兩種電路只需一個(gè)電源就能夠驅(qū)動(dòng)，即可單電源工作。隔直電容C的作用可以在關(guān)斷所驅(qū)動(dòng)的管子時(shí)提供一個(gè)象壓，從而加速了功率管的關(guān)斷，且有較高的抗干擾能力。但該電路所存在的一個(gè)較大缺點(diǎn)是輸出電壓的幅值會(huì)隨著占空比的變化而變化，所以該電路比較適用于占空比固定或占空比變化范圍不大以及占空比小于0.5的場(chǎng)合。