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【功率器件心得分享】MOSFET驱动介绍

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本帖最后由 神采奕奕 于 2016-9-30 09:31 编辑

    MOSFET功率管深受大家追捧与喜爱,在这我分享下我对MOSFET的理解以及用过的IR2110驱动的使用经验,欢迎大家讨论交流!

     功率MOSFET的工作原理:
      MOS管的工作原理(以N沟道增强型MOS场效应管)它是利用VGS来控制“感应电荷”的多少,以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况,然后达到控制漏极电流的目的。在制造管子时,通过工艺使绝缘层中出现大量正离子,故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷,这些负电荷把高渗杂质的N区接通,形成了导电沟道,即使在VGS=0时也有较大的漏极电流ID。当栅极电压改变时,沟道内被感应的电荷量也改变,导电沟道的宽窄也随之而变,因而漏极电流ID随着栅极电压的变化而变化。
图1  功率MOSFET结构图
      截止:漏源极间加正电源,栅源极间电压为零。P基区与N漂移区之间形成的PN结J1反偏,漏源极之间无电流流过。
      导电:在栅源极间加正电压VGS,栅极是绝缘的,所以不会有栅极电流流过。但栅极的正电压会将其下面P区中的空穴推开,而将P区中的少子—电子吸引到栅极下面的P区表面
      当VGS大于UT(开启电压或阈值电压)时,栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度,使P型半导体反型成N型而成为反型层,该反型层形成N沟道而使PN结J1消失,漏极和源极导电。

    功率MOSFET的驱动电路:
    在功率变换装置中,根据主电路的结构,起功率开关器件一般采用直接驱动和隔离驱动两种方式.美国IR公司生产的IR2110驱动器,兼有光耦隔离和电磁隔离的优点,是中小功率变换装置中驱动器件的首选。
    IR2110内部功能由三部分组成:逻辑输入;电平平移及输出保护。如上所述IR2110的特点,可以为装置的设计带来许多方便。尤其是高端悬浮自举电源的设计,可以大大减少驱动电源的数目,即一组电源即可实现对上下端的控制。
图2  IR2110工作电路
    4路SPWM信号经过开关管驱动芯片IR2110驱动控制H桥MOSFET的开关管工作。主电路存在两对桥臂,由于构造和驱动完全相同,只分析其中一对桥臂的驱动电路,如图2所示。DSP的两路PWM输出引脚与IR2110的HIN、LIN引脚相连,系统采用快恢复二极管,用来防止自举电容两端放电。
图3  电路拓扑
    电路工作原理:IR2110的VS脚接在H桥桥臂中点a,当开关管S1、S4导通时,a处即VS引脚变为高电平,此时C1通过VB放电,当HIN有信号时,HO引脚输出驱动信号;当开关管S2、S3导通时,a端即VS脚为低电平,电源通过D1为C1充电,当LIN有信号时,LO引脚输出驱动信号。
图4  带死驱的上下桥臂驱动信号对比波形图
  通过DSP编程产生两路互补对称且具有死区的PWM波,经驱动电路IR2110驱动放大后波形图,如图4所示。驱动频率为10KHz,信号幅值为15V,上下桥臂驱动信号互补对称有明显死区。

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沙发
qwertwuyu| | 2016-9-29 23:43 | 只看该作者
兄弟,图配的不行,不知道说的啥

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板凳
神采奕奕|  楼主 | 2016-9-30 09:31 | 只看该作者
qwertwuyu 发表于 2016-9-29 23:43
兄弟,图配的不行,不知道说的啥

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地板
神采奕奕|  楼主 | 2016-9-30 10:09 | 只看该作者

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5
21ic小喇叭| | 2016-9-30 13:15 | 只看该作者

看到啦~~

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