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MOSFET因为其控制方式较为简单,输入阻抗较高,噪声低,热稳定性好,寿命较长等优点,被广泛应用在中小功率和高频开关电路中。本文围绕其驱动电路展开研究,了解驱动电路的基本需求后,设计了一种利用脉冲变压器进行隔离的MOSFET驱动电路,给出驱动电路具体参数设计并进行了详细的阐述。最后在搭建实际模型电路并进行验证,实验数据进一步验证了整个驱动电路可满足预期指标,占空比可调节范围广,响应速度可达100kHz,且电路还具有隔离保护功能,因此在工业生产中有一定的实际意义。
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电子设计工程
Electronic Design Engineering
第 28卷
Vol.28
第 12期
No.12
2020年 6月
Jun. 2020
收稿日期:2019-09-24 稿件编号:201909153
作者简介:杨俊伟(1990—),男,江苏扬州人,硕士,讲师。研究方向:电力电子与电力传动。
随着电力技术的不断发展,各类全控型电力开
关器件应用已经非常广泛,有常用于功率较大场合
的大功率晶体管(GTR)以及用于中小型功率场合的
金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘
栅控双极晶体管(IGBT)
[1- 2]
。对于 MOSFET,仅由多
数载流子承担的电荷传输没有存储效应,同时在低
电压下,功率损耗其他组件低很多,所以很容易达到
很短的开关时间,所以 MOSFET 能够在高频率的环
境下工作。但是随着功率开关管朝着高频化发展,
针对开关管驱动电路的设计要求也越来越高
[3]
。依
据工程实际反馈的信息,绝大部分开关管的损坏原
因是由于驱动电路故障和隔离失效引起的,设计可
靠、简单的驱动电路是 MOSFET 在电力电子系统中
可靠运行的前提。
1 MOSFET 驱动电路特点
在 微处理器 系 统 中 ,一 般 CPU 产 生 的 PWM 信
号电 流较 小,根本不具备驱动 功率 开关 管的 能力 ,
因 此 要 额 外 加 入 驱 动电路才能开启 MOSFET 的 栅
极 电 压 ,同 时 减 少 高频 时 的 开 关损 耗 。 就 驱 动电
路而 言,功 率回 路和 信号 回路 电压 、电 流等级必然
不同 ,控 制电路中引入强电会 对系 统造 成损 坏,并
基于脉冲变压器隔离的 MOSFET 驱动电路的设计
杨俊伟,翟 娟
(扬州大学 广陵学院,江苏 扬州 225009)
摘要:MOSFET 因为其控制方式较为简单,输入阻抗较高,噪声低,热稳定性好,寿命较长等优点,
被广泛应用在中小功率和高频开关电路中。本文围绕其驱动电路展开研究,了解驱动电路的基本
需求后,设计了一种利用脉冲变压器进行隔离的 MOSFET 驱动电路,给出驱动电路具体参数设计并
进行了详细的阐述。最后在搭建实际模型电路并进行验证,实验数据进一步验证了整个驱动电路
可满足预期指标,占空比可调节范围广,响应速度可达 100kHz,且电路还具有隔离保护功能,因此
在工业生产中有一定的实际意义。
关键词:MOSFET 管;隔离驱动电路;脉冲变压器隔离;参数设计
中图分类号:TN78 文献标识码:A 文章编号:1674-6236(2020)12-0188-05
DOI:10.14022/j.issn1674-6236.2020.12.039
Design of MOSFET drive circuit based on pulse transformer isolation
YANG Jun⁃wei,ZHAI Juan
(Guangling College,Yangzhou University,Yangzhou 225009,China)
Abstract: MOSFET has many advantages such as low noise,good thermal stability,high impedance and
long life,so it is used very widely in small and medium sized power application system and high
frequency switching circuits. This paper studies MOSFET drive circuit and analyzes the basic
requirement of its driving circuit,the MOSFET drive circuit based on pulse transformer isolation is
designed and the details of the driving circuit are given. Finally,the actual model circuit is built and
verified. The experimental data verify that the whole drive circuit can meet the expected index,the duty
cycle can be adjusted in a wide range,the response speed can be up to 100kHz,and the circuit has the
function of isolation and protection,so it has certain practical significance in industrial production.
Key words: MOSFET;isolated drive;pulse transformer;Parameter design
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