种常见的MOS管栅极驱动电路

只看该作者 · 2023-7-28 12:04

MOS管因为其导通内阻低，开关速度快，因此被广泛应用在开关电源上。而用好一个MOS管，选择唯样商城的MOS管，其次驱动电路的设计就很关键。下面分享几种常用的驱动电路。

01 IC直接驱动型

这种电源IC的直接驱动是最常见、最简单的驱动方式。

图1 IC直接驱动MOS栅极

使用这种方法，我们应该注意几个参数及其影响。

首先查看电源IC手册，了解最大峰值驱动电流，因为不同的IC芯片具有不同的驱动能力。
其次，检查MOSFET的寄生电容，如图中的C1、C2和C3，如果容值较大，导通MOS管所需的能量也比较大。如果电源IC没有足够的峰值驱动电流，晶体管将以较慢的速度开启。
如果驱动能力不足，上升沿可能会出现高频振荡，即使减小图1中的Rg也无法解决问题！而IC驱动能力、MOSFET寄生电容、MOSFET开关速度等因素，也会影响驱动电阻的选择，所以Rg不能无限减小。

02 推挽输出电路增强驱动

该驱动电路的作用是增加电流供应能力，快速完成栅极电容输入的充电过程。这种拓扑增加了开通所需的时间，但减少了关断时间，开关管能够快速开通，避免上升沿的高频振荡。

图2 推挽输出电路增强驱动

03 驱动电路加速MOS管的关断

在关断的瞬间，驱动电路可以提供尽可能低阻抗的通路，使MOSFET的栅极和源极之间的电容快速放电，保证开关管可以快速关断。

为了保证栅源极间电容C2的快速放电，在Rg1上并联了一个Rg2和一个二极管D1。
其中D1通常采用快恢复二极管，缩短了关断时间并降低了关断损耗；Rg2的作用是防止电源IC在关断时因电流过大而烧坏。

图3 加速MOS管关断电路

图腾柱电路也可以加速关断，当电源IC的驱动能力足够时，图2中的电路可以改进为下图这种形式。

图4 改善型加速MOS管关断电路

用三极管释放GS电容的电是很常见的，如果Q1的发射极没有电阻，PNP晶体管导通时栅极与源极之间的电容会短路，可以在最短的时间内实现放电，最大限度地减小关断时的交叉损耗。
图4，因为三极管的存在，栅极和源极之间电容电流不会直接通过电源IC放电，提高了电路可靠性。

04 变压器驱动电路加速MOS管的关断

为了满足驱动高边MOS管的要求，如图5所示，通常使用变压器驱动器，有时也用于安全隔离。

使用R1的目的是抑制PCB板上的寄生电感与C1形成LC振荡，其设计目的是隔离直流，通过交流，同时防止磁芯饱和。