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mosfet的驱动和保护

2017-10-12  xpxys99

1、 电力场效应管的驱动电路

电力场效应管是单极型压控器件,开关速度快。但存在极间电容,器件功率越大,极间电容也越大。为提高其开关速度,要求驱动电路必须有足够高的输出电压、较高的电压上升率、较小的输出电阻。另外,还需要一定的栅极驱动电流。

开通时,栅极电流可由下式计算:

IGon=CiSSuGS/tr=(GGS+CGD)uGS/ t r (7)

关断时,栅极电流由下式计算:

IGoff=CGDuDS/tf (8)

式(7)是选取开通驱动元件的主要依据,式(8)是选取关断驱动元件的主要依据。

为了满足对电力场效应管驱动信号的要求,一般采用双电源供电,其输出与器件之间可采用直接耦合或隔离器耦合。

电力场效应管的一种分立元件驱电路,如图6所示。电路由输入光电隔离和信号放大两部分组成。当输入信号ui 为0时,光电耦合器截止,运算放大器A输出低电平,三极管V3导通,驱动电路约输出负20V驱动电压,使电力场效应管关断。当输入信号ui为正时,光耦导通,运放A输出高电平,三极管V2导通,驱动电路约输出正20V电压,使电力场效应管开通。

mosfet的驱动和保护

MOSFET的集成驱动电路种类很多,下面简单介绍其中几种:

IR2130是美国生产的28引脚集成驱动电路,可以驱动电压不高于600V电路中的MOSFET,内含过电流、过电压和欠电压等保护,输出可以直接驱动6个MOSFET或IGBT。单电源供电,最大20V。广泛应用于三相MOSFET和IGBT的逆变器控制中。

IR2237/2137是美国生产的集成驱动电路,可以驱动600V及1200V线路的MOSFET。其保护性能和抑制电磁干扰能力更强,并具有软启动功能,采用三相栅极驱动器集成电路,能在线间短路及接地故障时,利用软停机功能抑制短路造成过高峰值电压。利用非饱和检测技术,可以感应出高端MOSFET和IGBT的短路状态。此外,内部的软停机功能,经过三相同步处理,即使发生因短路引起的快速电流断开现象,也不会出现过高的瞬变浪涌过电压,同时配有多种集成电路保护功能。当发生故障时,可以输出故障信号。

TLP250是日本生产的双列直插8引脚集成驱动电路,内含一个光发射二极管和一个集成光探测器,具有输入、输出隔离,开关时间短,输入电流小、输出电流大等特点。适用于驱动MOSFET或IGBT。

2、 电力场效应管的保护措施

电力场效应管的绝缘层易被击穿是它的致命弱点,栅源电压一般不得超过±20V。因此,在应用时必须采用相应的保护措施。通常有以下几种:

(1) 防静电击穿

电力场效应管最大的优点是有极高的输入阻抗,因此在静电较强的场合易被静电击穿。为此,应注意:

① 储存时,应放在具有屏蔽性能的容器中,取用时工作人员要通过腕带良好接地;

② 在器件接入电路时,工作台和烙铁必须良好接地,且烙铁断电焊接;

③ 测试器件时,仪器和工作台都必须良好接地。

(2) 防偶然性震荡损坏

当输入电路某些参数不合适时,可能引志震荡而造成器件损坏。为此,可在栅极输入电路中串入电阻。

(3) 防栅极过电压

可在栅源之间并联电阻或约20V的稳压二极管。

(4) 防漏极过电流

由于过载或短路都会引起过大的电流冲击,超过IDM极限值,此时必须采用快速保护电路使用器件迅速断开主回路。

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