當(dāng)前位置:首頁 > 電源 > 功率器件
[導(dǎo)讀]電源設(shè)計(jì)中,工程師通常會(huì)面臨控制IC驅(qū)動(dòng)電流不足的問題,或者面臨由于柵極驅(qū)動(dòng)損耗導(dǎo)致控制IC功耗過大的問題。為緩解這一問題,工程師通常會(huì)采用外部驅(qū)動(dòng)器。半導(dǎo)體廠商(

電源設(shè)計(jì)中,工程師通常會(huì)面臨控制IC驅(qū)動(dòng)電流不足的問題,或者面臨由于柵極驅(qū)動(dòng)損耗導(dǎo)致控制IC功耗過大的問題。為緩解這一問題,工程師通常會(huì)采用外部驅(qū)動(dòng)器。半導(dǎo)體廠商(包括TI在內(nèi))擁有現(xiàn)成的MOSFET集成電路驅(qū)動(dòng)器解決方案,但這通常不是成本最低的解決方案。通常會(huì)選擇價(jià)值幾美分的分立器件。

簡單的緩沖器可驅(qū)動(dòng)2Amps以上的電流,F(xiàn)MMT618的更高電流驅(qū)動(dòng)器可增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力。



圖一

圖1中的示意圖顯示了一個(gè)NPN/PNP發(fā)射跟隨器對,其可用于緩沖控制IC的輸出。這可能會(huì)增加控制器的驅(qū)動(dòng)能力并將驅(qū)動(dòng)損耗轉(zhuǎn)移至外部組件。許多人都認(rèn)為該特殊電路無法提供足夠的驅(qū)動(dòng)電流。

如圖2中hf曲線所示,通常廠商都不會(huì)為這些低電流器件提供高于0.5A的電流。但是,該電路可提供大大高于0.5A的電流驅(qū)動(dòng),如圖1中的波形所示。就該波形而言,緩沖器由一個(gè)50Ω源驅(qū)動(dòng),負(fù)載為一個(gè)與1Ω電阻串聯(lián)的0.01 uF電容。該線跡顯示了1Ω電阻兩端的電壓,因此每段接線柱上的電流為2A.該數(shù)字還顯示MMBT2222A可以提供大約3A的電流,MMBT3906吸收2A的電流。

事實(shí)上,晶體管將與其組件進(jìn)行配對(MMBT3904用于3906,MMBT2907用于2222)。這兩個(gè)不同的配對僅用于比較。這些器件還具有更高的電流和更高的hfe,如FMMT618/718對,其在6A電流時(shí)具有100的hfe(請參見圖2)。與集成驅(qū)動(dòng)器不同,分立器件是更低成本的解決方案,且有更高的散熱和電流性能。



圖2:諸如FMMT618的更高電流驅(qū)動(dòng)器可增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力-

圖3顯示了一款可使您跨越隔離邊界的簡單緩沖器變量情況。一個(gè)信號電平變壓器由一個(gè)對稱雙極驅(qū)動(dòng)信號來驅(qū)動(dòng)。變壓器次級繞組用于生成緩沖器電力并為緩沖器提供輸入信號。二極管D1和D2對來自變壓器的電壓進(jìn)行調(diào)整,而晶體管Q1和Q2則用于緩沖變壓器輸出阻抗以提供大電流脈沖,從而對連接輸出端的FET進(jìn)行充電和放電。該電路效率極高且具有50%的占空比輸入(請參見圖3中較低的驅(qū)動(dòng)信號),因?yàn)槠鋵Ⅱ?qū)動(dòng)FET柵極為負(fù)并可提供快速開關(guān),從而最小化開關(guān)損耗。這非常適用于相移全橋接轉(zhuǎn)換器。

如果您打算使用一個(gè)小于50%的上方驅(qū)動(dòng)波形(請參見圖3),那么就要使用緩沖變壓器。這樣做有助于避免由于轉(zhuǎn)換振鈴引起的任意開啟EFT一次低電平到零的轉(zhuǎn)換可能會(huì)引起漏電感和次級電容,從而引發(fā)振鈴并在變壓器外部產(chǎn)生一個(gè)正電壓。



圖3:利用幾個(gè)部件您就可以構(gòu)建一款獨(dú)立驅(qū)動(dòng)器

總之,分立器件可以幫助您節(jié)約成本。價(jià)值大約0.04美元的分立器件可以將驅(qū)動(dòng)器IC成本降低10倍。分立驅(qū)動(dòng)器可提供超過2A的電流并且可以使您從控制IC中獲得電力。此外,該器件還可去除控制IC中的高開關(guān)電流,從而提高穩(wěn)壓和噪聲性能。

我們來了解一下自驅(qū)動(dòng)同整流器并探討何時(shí)需要分立驅(qū)動(dòng)器來保護(hù)同步整流器柵極免受過高電壓帶來的損壞。理想情況下,您可以利用電源變壓器直接驅(qū)動(dòng)同步整流器,但是由于寬泛的輸入電壓變量,變壓器電壓會(huì)變得很高以至于可能會(huì)損壞同步整流器。

圖4顯示的是用于控制同步反向拓?fù)渲蠶2傳導(dǎo)的分立器件。該電路可以讓您控制開啟柵極電流并保護(hù)整流器柵極免受高反向電壓的損壞。該電路可以用變壓器輸出端的負(fù)電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。12V輸入與5V輸出相比負(fù)電壓值很大,從而引起Q1傳導(dǎo)并短路電源FET Q2上的柵-源電壓,迅速將其關(guān)閉。由于基極電流流經(jīng)R2,因此在加速電容C1上就有了一個(gè)負(fù)電壓。在此期間,一次側(cè)FET將會(huì)發(fā)生傳導(dǎo)并在變壓器磁化電感中存儲(chǔ)能量。一次側(cè)FET關(guān)閉時(shí),變壓器輸出電壓在正電壓范圍擺動(dòng)。Q2柵-源通過D1和R1被迅速前向偏置。C1放電時(shí),D2對Q1基極-發(fā)射極連接進(jìn)行保護(hù)。在一次側(cè)FET再次開啟之前,該電路會(huì)一直保持這種狀態(tài)。正如同步降壓轉(zhuǎn)換器那樣,輸出電流會(huì)真正地對輸出電容進(jìn)行放電。開啟一次側(cè)FET會(huì)衰減變壓器二次側(cè)上的電壓并去除Q2的正驅(qū)動(dòng)。這種轉(zhuǎn)換會(huì)導(dǎo)致明顯的貫通疊加一次側(cè)FET和Q2傳導(dǎo)次數(shù)。為了最小化該次數(shù),當(dāng)一次側(cè)和二次側(cè)FET均開啟時(shí),Q1將會(huì)盡快地短路同步整流器上的柵-源。



圖4:Q1快速關(guān)閉同步反向-

圖5顯示的是用于控制同步正向轉(zhuǎn)換器中Q1和Q4傳導(dǎo)的分立驅(qū)動(dòng)器。在此特殊的設(shè)計(jì)中,輸入電壓很寬泛。這就是說兩個(gè)FET的柵極可能會(huì)有超過其額定電壓的情況,因此就需要一個(gè)鉗位電路。當(dāng)變壓器輸出電壓為負(fù)數(shù),該電路就會(huì)開啟Q4二極管D2和D4將正驅(qū)動(dòng)電壓限制在4.5V左右。D1和D3將FET關(guān)閉,該FET由變壓器和電感中的電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。Q1和Q4將反向柵極電壓鉗位到接地。在此設(shè)計(jì)中,F(xiàn)ET具有相當(dāng)小柵極電感,因此轉(zhuǎn)換非常迅速。較大的FET可能需要實(shí)施一個(gè)PNP晶體管對變壓器繞組進(jìn)行柵極電容去耦并提升開關(guān)速度。為柵極驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器Q2和Q3選擇合適的封裝至關(guān)重要,因?yàn)檫@些封裝會(huì)消耗轉(zhuǎn)換器中大量的電能(這是因?yàn)樵贔ET柵極電容放電期間這些封裝會(huì)起到線性穩(wěn)壓器的作用)。此外,由于更高的輸出電壓R1和R2中的功耗可能也會(huì)很高。



圖5:D2和D4限制了該同步正向驅(qū)動(dòng)器中正柵極電壓


總之,許多具有同步整流器的電源都可以使用變壓器的繞組電壓來驅(qū)動(dòng)同步整流器的柵極。寬范圍輸入或高輸出電壓需要調(diào)節(jié)電路來保護(hù)柵極。在圖4所示的同步反向結(jié)構(gòu)中,我們向您介紹了如何在保持快速的開關(guān)轉(zhuǎn)換的同時(shí)控制同步整流器柵極上的反向電壓。與之相類似在圖2的同步正向結(jié)構(gòu)中,我們向您介紹了如何限制同步整流器柵極上的正驅(qū)動(dòng)電壓。

電源設(shè)計(jì)必殺技:TI公司最系統(tǒng)的內(nèi)部培訓(xùn)資料

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡稱"軟通動(dòng)力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉