第五节：电路运行条件对PM开关过程的影响1. PM的等效电路模型中的三个电容为极间电容手册中给出电容：输入电容输出电容反馈电容板间电容与数值
均与 有关，当 时，各电容的数值随 而急剧上升，当
，各数值就趋于稳定。（1）开关等效电路的恒定1.PM具有线性电流转换特性：截止状态放
大状态全导通状态在放大区， 是恒定的2.极间电容中的位移电流对转移特性无影响，即上面的模型可用于 动态和静态（2
）小信号微变等效电路放大倍数：式中：是微变跨导二.纯阻负载下PM的开关过程（1）输入电路的时间常数栅极回路的充放电时间常数截止放大
区全导通区（ 中）（ 小）（ 大）对于VN10A12，（2）开通过程:开通时间
三个阶段1) 延迟时间,截止,时间常数2) 电流上升,放大,时间常数3)
全导通,时间常数(小)(大)(中)开通时间:对于VN10A12,(3)关断过程1)关断延迟时间(中速)2)电流下降(慢速
）3）（快速）关断时间：对于VN10A12，小结：开关过程分为三个阶段PM截止，充放电时间常数小，PM放大，充放电时间常数大，PM
全导通，充放电时间常数中等，充放电速度中等三.感性负载下PM的开关过程（1）基本规定：1. 为理想的方波;2.负载电流为恒
定值;3.极间电容为常数;4. ;5. 为理想二极管6.分布电感(2)
开通过程分析1.电路初态, 时区A, PM断态,2.开通延迟区,时区B,PM仍在截止区起因:结束标志:时间常数:与阻值负载的延迟
相同延迟时间:当为了缩短 ,应减小 ,增大 ,选用 小的管子3.T-T0,换流区
(时区C)电压反馈起作用4.电压下降区(时区D),PM仍在放大区在这个区域,所以 出现了平台当5.栅压过充区(时区E)
电容放电, 上的电流增加（3）自学四.作业五.栅极电荷特性：<1> 栅极电荷特性及其测试条件由于极间电容是
的函数，用极间电容设计开关时间会很麻烦通常采用栅极电荷特性计算开关速度和驱动电路当与 只差一个常数，与
的波形等同于 与 的关系1）当 时，S关断， 开始充电， 线性上升，由于略
去 变化对 电容上的电压的影响。当开始进入放大区，2）当，当 时，
， 仍然导通，所以。 继续线性上升当 时，关断3）完全流入当进入电阻区
4）向 和 同时充电，当时，代表在栅极电压 的条件下，栅极电路提供的总电荷另外一个结论是：当
下降时， 下降， 也同时下降<二>电路条件对栅极电荷特性的影响1.当ID=constant,Uds增加,栅极电荷Q
2增加原因:当 ,在图1-24中的 将减小2. 对栅极电荷Q影响不大,如图1-2
62.驱动功率很小,可以略去不计<三>利用栅极电荷特性设计驱动电路1. 的选择:开关速度升高栅极电荷增加,驱动损耗增
加例如:当MOSFET与IGBT的驱动电路一.栅极驱动电路的基本功能及要求1.提供信号和功率保证器件的开启和关断;2.电隔离;3.
具有较强的抗干扰能力;4.具有保护功能二.常用的几种集成驱动电路<一>混合方式的驱动电路UC3724和UC3725是一对UC372
6和UC3727是一对以UC3724和UC3725为例讲述这种驱动电路1.UC3724,调制器, 低频控制信号,
是高频调制信号外接 和 决定了载波的频率2.UC3725调制器: 高频调制信号, 低频控制
信号3.UC3725和UC3724由高频变压器以实现隔离4.UC3725工作原理: 为高频调制信号,REC1和R
EC2 电容C1和C2组成整流滤波电路为输入端,T1和T2提供负电源电压CA是鉴幅器,把 解调与 同步的驱
动信号G,S是UC3725的输出,为高频调制信号经驱动电路和管子的输入电容组成了低通滤波器,因此,加MOSFET或IGBT的驱动信
号是一个与 相同的信号5.特点:UC3724和UC3725共电源共电压,控制信号的频率不宜 大于10
0KHZ<二>半桥电路的驱动电路IR211X系列(100KHZ以下)以IR2110为例介绍这种驱动电路1.电路结构:有两个通道,H
为高压通道,L为低压通道,两个通道在输入级为共地,输出级的隔离电压为500V,即5脚与2脚之间可以承受-5V~500V的电压.这个
电路包含有入级,电平转换级和出级2.输入级:9脚:VDD的电源电压=5~20V,13脚为输入级的参考点10脚:Hi高压通道的输入端
12脚:Li低压通道的输入端11脚:SD封锁信号高电平,两路信号均被封锁低电平,两路信号均可以输出SD=3.电平转换电路:LS1的
输入端的电源为VDD和VSS,输入端的电源为VCC(3)与Com(2)LS2的输入端的电源为VDD和VSS,输入端的电源为VB(6
)与VS(5)4.输出级：低压侧通道：由T3，T4组成的推挽电路，使得这个电路的最大输出
为2A供电电源为：VCC(3)和Com(3)高压侧通道:供电压VB(6)和VS(S)5.工作波形:双电源供电6.IR211
0的应用电路和自举电路DB和CB组成了自举电路,当T6/On时,向CB充电;当T6/Off 时 DB/Off,IR2110的高侧通
道由CB电容供电自举电路的参数设计:DB的选择:耐压 平均
电流 式中, fs为开关频率,Qg为栅极电荷(1-11
7)(1-118)CB电容的选择:(1-119)式中,UR是允许的最小压降,大于8V,KB>1,KB为安全系数常取:<三>EXB8
40系列驱动电路(40KHZ以下)逻辑结构如图2-31(a)所示,方框1为过流保护,方框2为信号隔离,方框3为电压变换电路6脚:短
路过流信号输入端,接IGBT的C极或MOSFET的D极5脚:过流保护的输出信号,用于在IGBT故障时切断输入信号4脚:外接电容器,
防止过流时误动作过流保护的原理:当IGBT正常工作时,D7/on,T3/off,T4,T5的基极电路
不受T3控制;当IGBT过流时,D7/off,T3/on,D6/on,T4,
T5的基极D为低电平,封锁了输入信号方框1.过流保护电路,由T1,T2,D6,D7,DZ1和
C7,R3,R4,R5,R6,C3,R7,R8,C4组成方框2:信号隔离电路,由光耦ISO1组成开启过程:当ISO1的输入端接受1
0mA的正向电流时,光耦的输出三极 导通,A为低电平,T1,T2/off,D点为高电平,T4on
/T5off关断过程:当ISO1的输入端没有电流时,光耦ISO1由导通变为off状态T2,T1/on,D为低电平,T4off ,
T5on供电电源:2脚~9脚为20V,DZ2为5.1V,以1脚为参考点时,2脚为+15V, 9脚为
-5V的电压,由于有负电压供电,使得IGBT的栅极电荷 迅速泻放,加速了关断速度2.图2-31(a)原理框图,(b)电路图,(c)实际应用图3.EXB840与EXB841应用见表2-1,Rg是基极驱动电阻过流保护：故障状态下器件安全保护的方法是封锁栅极驱动信号，驱动电路必须附加各种保护功能MOS管的过流保护问题：1.电压采样方式2.电流采样方式具有电流检测功能的MOS管 |
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