光耦驅(qū)動mos管電路圖,電路原理分享-KIA MOS管

隔離驅(qū)動

在電路電氣的隔離設(shè)計中通常使用的電氣隔離手段是磁隔離和光隔離。磁隔離需要設(shè)計合適的變壓器，光隔離需要選擇合適的光耦器件。MOS管的隔離驅(qū)動是應(yīng)用在大功率的多管橋式變換電路中，當功率電路要求和控制電路必須隔離時也必須采用隔離驅(qū)動的設(shè)計。

光耦驅(qū)動mos管電路

上圖是一個采用正激隔離變壓器實現(xiàn)電氣隔離的驅(qū)動電路。控制芯片采用了UC3844，其輸出為高電平時，輸出電流經(jīng)過R4、C1給變壓器初級線圈勵磁。次級線圈為高電平輸出，通過驅(qū)動電阻R1來驅(qū)動MOS管導通。

當UC3844為低電平輸出時，變壓器磁場不能馬上突變，即通過VD2、R4、C1回路來進行磁復位，此時次級繞組為反向電壓輸出，對柵極電荷進行迅速抽離，隨著變壓器磁復位結(jié)束柵源電壓變?yōu)?V，3844的輸出占空比最大為50%也能保證足夠磁復位時間。

C2的作用是，使交流成份不流入線圈；吸收電感兩端的尖峰電壓。增加R3是為了防止次級線圈和C2產(chǎn)生自激振蕩，這和驅(qū)動電阻R1的作用是類似的。在驅(qū)動電平處理比較好的驅(qū)動電路中，R3、C2是可以去掉的，這時需要調(diào)節(jié)R1使驅(qū)動波形不至于產(chǎn)生共振干擾，同時還要滿足一定的驅(qū)動效果，比如合適功率管應(yīng)力指標以及合適的功率管發(fā)熱。

采用隔離變壓器驅(qū)動電路主要應(yīng)用于單管需要隔離的小功率電路，也會應(yīng)用到雙功率管電路中，一般場景是驅(qū)動時序要求一樣并且功率管之間需要隔離。為了保證磁復位占空比不能超過50%。

采用隔離變壓器需要避免次級繞組電感和輸出端寄生電容形成諧振，驅(qū)動波形需要適當?shù)臑V波和限幅保護。當驅(qū)動脈寬較窄時，由于是儲存的能量減少，在關(guān)斷續(xù)流時輸出感應(yīng)負電壓較低，導致MOS管柵極的關(guān)斷速度變慢。

在大功率電路橋式多管使用場景里，采用上面隔離驅(qū)動變壓器的驅(qū)動方案顯然不大合適。但橋式多管電壓變換中驅(qū)動也是需要隔離的。除了直接使用MOS管驅(qū)動變壓器實現(xiàn)隔離之外，還可以使用隔離驅(qū)動電源加隔離驅(qū)動信號來實現(xiàn)。這種隔離驅(qū)動除了要求有獨立的驅(qū)動電源，還要求驅(qū)動脈沖的隔離。

如下圖是隔離電源電路而圖6利用光耦進行驅(qū)動脈沖的隔離。圖中的隔離電源是通過脈沖發(fā)生芯片CD4093產(chǎn)生固定占空比的驅(qū)動脈沖，輸出給圖騰柱電路后直接給正激變壓器，正激變壓器輸出在整流后通過電容的濾波以及穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓形成穩(wěn)定的驅(qū)動電壓。

隔離電源可以設(shè)計成雙電源也可以設(shè)計成單電源。雙電源就是可以實現(xiàn)正、負兩個極性的驅(qū)動輸出。對于MOS管來說負電源意味著有效快速的進行功率管關(guān)斷，并且可以避免驅(qū)動干擾所引起的誤開通，所以對于大功率橋式電路中大多采取雙電源。

單電源就是關(guān)閉的時候驅(qū)動輸出是0V低電平，對于非橋式、功率小以及驅(qū)動干擾不大的場合也可選擇單電源工作。直接耦合驅(qū)動拓撲一般采用單電源驅(qū)動形式。

光耦驅(qū)動mos管電路