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《驅(qū)動高壓浮動MOSFET的自舉電容設(shè)計(jì)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第卷第期上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào)年月文章編號驅(qū)動高壓浮動的自舉電容設(shè)計(jì)劉桂英!成葉琴!周琴!上海電機(jī)學(xué)院電氣學(xué)院"上海#摘要!介紹高壓浮動自舉驅(qū)動電路的工作原理和高壓驅(qū)動芯片的內(nèi)部原理"討論影響自舉電容設(shè)計(jì)的各種因素!并給出自舉電容的計(jì)算公式#通過實(shí)例!以測試波形來證明設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性!表明其具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值#關(guān)鍵詞!自舉電路"驅(qū)動芯片"高壓浮動中圖分類號!文獻(xiàn)標(biāo)識碼!功率管因其耐壓較高導(dǎo)通電流大變壓器法充電泵法載波驅(qū)動法自舉法等隨價(jià)格低廉而到得廣泛應(yīng)用在許多場合需要功率著高壓半導(dǎo)體技術(shù)和芯片技術(shù)的發(fā)展許多功率半用作高壓側(cè)開關(guān)此時(shí)漏極接到高壓
2、干導(dǎo)體公司推出了功率驅(qū)動芯片把驅(qū)線負(fù)載接在源極為保證飽和導(dǎo)通要動高壓側(cè)和低壓側(cè)功率管的絕大部分功能集成在一求柵極驅(qū)動電壓比漏極電壓高～柵極控個高性能的封裝內(nèi)這些高性能的芯片使電路的工制電壓一般以地為參考點(diǎn)因此柵極電壓必定高于作頻率達(dá)到幾百千赫茲只外接很少的分立元件就干線電壓其可能是系統(tǒng)中最高的電壓控制信號能較快地提供驅(qū)動而其本身功耗很小從隔離技必須轉(zhuǎn)換電平使其成為高壓側(cè)源極電位同時(shí)要求術(shù)占空比開關(guān)頻率成本等諸多方面考慮它們可柵極驅(qū)動電路功率不能明顯影響總效率高壓浮動以用自舉方法工作也可用浮地的獨(dú)立電源方法柵極驅(qū)動的常用技術(shù)有隔離電源法
3、脈沖工作若采用自舉電路每路的高壓側(cè)收稿日期!作者簡介!劉桂英女副教授專業(yè)方向?yàn)殡姽る娮舆^程控制和智能控制＠年第期劉桂英!等"驅(qū)動高壓浮動的自舉電容設(shè)計(jì)用自舉電容供電整個電路半橋或橋或三相橋的驅(qū)動芯片只用一個電源就可以了并且這種方法大大減少了整個電路的元器件簡化了電路降低了成本此時(shí)電路中自舉電容值的選取就成為設(shè)計(jì)的關(guān)鍵本文介紹了高壓驅(qū)動芯片自舉工作的原理設(shè)計(jì)了自舉電容值并通過實(shí)例驗(yàn)證了自舉電容選取公式的應(yīng)用性高壓驅(qū)動芯片自舉工作的基本原理圖半橋電路中的高壓驅(qū)動芯片圖是半橋電路中的高壓驅(qū)動芯片圖中是一個高壓驅(qū)動芯片驅(qū)動個半橋?yàn)楦邏憾斯╇姙?/p>
4、高壓端驅(qū)動輸出晶體管源極電壓上下浮動出為低壓端驅(qū)動供電為低壓端驅(qū)動圖是一個典型高壓驅(qū)動芯片的內(nèi)輸出為數(shù)字電路供電此半橋電路的上下橋臂部框圖它是一個半橋驅(qū)動芯片同時(shí)驅(qū)動一個半是交替導(dǎo)通的每當(dāng)下橋臂開通上橋臂關(guān)斷時(shí)橋的上下個橋臂的功率管芯片內(nèi)部承受高壓部腳的電位為下橋臂功率管的飽和導(dǎo)通壓降基分的電路做在一個耐高壓的隔離區(qū)內(nèi)高壓側(cè)和低本上接近地電位此時(shí)通過自舉二極管對自壓側(cè)電路之間能承受以上的電壓高低電壓舉電容充電使其接近電壓當(dāng)關(guān)斷時(shí)的信號轉(zhuǎn)換通過芯片內(nèi)部耐高壓的進(jìn)行端的電壓就會升高由于電容兩端的電壓不能突電平轉(zhuǎn)移來實(shí)現(xiàn)的是一個低壓信號它經(jīng)
5、過變因此端的電平接近于和端電壓之和施密特觸發(fā)器電平轉(zhuǎn)換先是邏輯地和功率地之間而和之間的電壓還是接近電壓當(dāng)轉(zhuǎn)換再以窄脈沖的形式把低壓端輸入信號傳送到開通時(shí)作為一個浮動的電壓源驅(qū)動而高壓端降低高壓損耗濾波放大等通道最后驅(qū)在開通其間損失的電荷在下一個周期又會得到動半橋上橋臂功率管的傳輸是低壓信號之間補(bǔ)充這種自舉供電方式就是利用端的電平在高的傳輸信號電平轉(zhuǎn)換只發(fā)生在邏輯地和功率地之低電平之間不停地?cái)[動來實(shí)現(xiàn)的由于自舉電路無間沒有高壓電平轉(zhuǎn)換電路它經(jīng)過施密特觸發(fā)器需浮動電源因此是最便宜的如圖所示自舉電邏輯地和功率地電平轉(zhuǎn)換延時(shí)放大等通道最后路給
6、一只電容器充電電容器上的電壓基于高端輸控制半橋下橋臂的功率管為數(shù)字電路供電圖高壓驅(qū)動芯片內(nèi)部原理上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào)年第期是一個保護(hù)腳的漏電流和高端的開通時(shí)間于是得到總的電荷數(shù)自舉電容值的設(shè)計(jì)圖中的和是在脈寬調(diào)制應(yīng)用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格挑選和設(shè)由式和式得到的最小值為計(jì)的元器件根據(jù)一定的規(guī)則進(jìn)行計(jì)算分析并在電叢路實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行調(diào)整使電路工作處于最佳狀態(tài)其需要注意的是式必須滿足以下條件①中是一個重要的自舉器件應(yīng)能阻斷直流干線上是恒定的電壓源無紋波②不考慮占空比的高壓其承受的電流是柵極電荷與開關(guān)頻率之積的變化和驅(qū)動電阻上消耗的功率為了減少電荷損失應(yīng)選擇反向漏電
7、流小的快恢復(fù)實(shí)例二極管芯片內(nèi)高壓部分的供電都來自圖中自舉電容用半橋高壓驅(qū)動芯片驅(qū)動上的電荷為保證高壓部分電路有足夠的能量供場效應(yīng)管半橋諧振電路其中卜給應(yīng)適當(dāng)選取的大小卜公司高壓驅(qū)動芯片和具有相似的一般以此值為參考門極特性開通時(shí)需要在極短的時(shí)間內(nèi)向門極用此參數(shù)在其卜提供足夠的柵電荷在自舉電容的充電路徑上分?jǐn)?shù)據(jù)手冊中可查到采用瓷片電容可布電感影響了充電的速率下橋臂功率管的最窄導(dǎo)忽略漏電流卜通時(shí)間應(yīng)保證自舉電容有足夠的電荷以滿足柵極由式得所需要的電荷量再加上功率器件穩(wěn)態(tài)導(dǎo)通時(shí)漏電流所失去的電荷量因此從最窄導(dǎo)通時(shí)間為最小且其中值考慮自舉電容應(yīng)
8、足夠小O綜上所述在選擇自舉電容大小時(shí)應(yīng)考慮既不故由式得能太大影響窄脈沖的驅(qū)動性能也不能太小影響寬叢脈沖的驅(qū)動要求應(yīng)從功率器件的工作頻率開關(guān)速由此得到自舉電容值為度門極特性等方面進(jìn)行選擇估算后調(diào)試而定假設(shè)上下橋臂為和如圖實(shí)
