大功率mos管驱动电路原理

介绍及分析几种MOSFET驱动电路

在电力电子领域中，MOSFET驱动电路的设计对于设备的性能起着至关重要的作用。将介绍几种常见的MOSFET驱动电路，并对其特点进行深入分析。

1. 不隔离的互补驱动电路

图7展示了两种不隔离的互补驱动电路。这两种电路简单可靠，成本低，适用于不要求隔离的小功率开关设备。其中，图7(b)所示的电路开关速度快，驱动能力强。为了防止两个MOSFET管直通，通常会在电路中串接一个限流电阻。这种电路的一个主要缺点是抗干扰性较差。为了提高电路的抗干扰性，可以在此基础上增加一级电路，产生一个负压，如图8所示。

2. 隔离的驱动电路

隔离驱动电路主要包括正激式驱动电路和带有隔离变压器的互补驱动电路。正激式驱动电路结构简单可靠，实现了隔离驱动，只需单电源即可提供导通时的正、关断时负压。该电路存在防振荡假负载导致的电路损耗较大，以及占空比变化时关断速度变化较大的问题。

带有隔离变压器的互补驱动电路具有电气隔离作用，且只需一个电源工作。隔直电容的作用可以在关断所驱动的管子时提供一个负压，从而加速功率管的关断，并有较高的抗干扰能力。该电路的缺点是输出电压的幅值会随着占空比的变化而变化，需要注意不超过MOSFET栅极的允许电压。

3. 由集成芯片UC3724/3725构成的驱动电路

这种驱动电路由UC3724产生高频载波信号，经过高频小磁环变压器隔离后送到UC3725进行调制，得到驱动信号。该电路构成如图11所示。这种电路比较适用于占空比固定或占空比变化范围不大以及占空比小于0.5的场合。

不同的MOSFET驱动电路具有不同的特点和适用场合。设计驱动电路时，需要根据具体的应用需求和设备性能要求来选择合适的电路类型。还需要考虑电路的可靠性、抗干扰性、开关速度、电源需求等因素。在电子世界的中，我们遇到了一个有趣且复杂的现象。当载波频率上升时，驱动延时似乎在逐渐减小，这仿佛是在高速通信世界里的一缕清风，带来了效率的提升。事情总有两面。当频率过高时，抗干扰能力却开始下降，如同风中细语被周围的喧嚣所掩盖。

隔离变压器的磁化电感，就像一个微妙的平衡器。随着磁化电感的增大，磁化电流逐渐减小，这使得UC3724的工作温度有所下降，运行更为凉爽。当电感过大时，匝数增多，引发寄生参数的增大，同样削弱了抗干扰能力。这就像是一把双刃剑，需要我们仔细斟酌，找到最佳的平衡点。

根据一系列严谨的实验数据，我们为开关频率小于100kHz的信号找到了一个理想的载波频率范围——（～500）kHz。这个频率范围像是为开关电路量身定制的舒适区，既能保证效率，又能维持稳定的运行。对于变压器来说，我们选择了高频环形磁芯，其磁导率高，原边磁化电感被控制在大约1毫亨以内。

这种驱动电路专为信号频率低于100kHz的场合设计。当信号频率相对于载波频率过高时，相对延时变长，驱动功率需求增大，UC3724和UC3725芯片可能会产生较高的热量。只有在开关频率小于100kHz且对MOSFET电容要求较小的场合，才能充分发挥其优势。

在1kVA左右、开关频率小于100kHz的情境中，这种驱动电路展现出其卓越的实用性。它采用单电源工作，实现了控制信号与驱动的完美隔离，结构简洁、体积小巧。尤其适用于那些占空比变化不定、信号频率浮动的场合。在这个多变的电子世界中，它犹如一名灵活的舞者，随着信号的节奏，舞动出高效的驱动之舞。