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)動電路主要應用于單管需要隔離的小功率電路，也會應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，在關斷續(xù)流時輸出感應負電壓較低，導致MOS管柵極的關斷速度變慢。

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。

隔離電源可以設計成雙電源也可以設計成單電源。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