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電源設(shè)計(jì)小貼士42:可替代集成 MOSFET 的分立器件

作者: 時(shí)間:2012-04-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
 在中,工程師通常會(huì)面臨控制 IC 驅(qū)動(dòng)電流不足的問題,或者面臨由于柵極驅(qū)動(dòng)損耗導(dǎo)致控制 IC 功耗過大的問題。為緩解這一問題,工程師通常會(huì)采用外部驅(qū)動(dòng)器。廠商(包括 在內(nèi))擁有現(xiàn)成的 MOSFET 集成電路驅(qū)動(dòng)器解決方案,但這通常不是成本最低的解決方案。通常會(huì)選擇價(jià)值幾美分的分立器件。
  圖 1 簡單的緩沖器可驅(qū)動(dòng)2 Amps 以上的電流。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/177503.htm

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  圖 1 中的示意圖顯示了一個(gè) NPN/PNP 發(fā)射跟隨器對(duì),其可用于緩沖控制 IC 的輸出。這可能會(huì)增加控制器的驅(qū)動(dòng)能力并將驅(qū)動(dòng)損耗轉(zhuǎn)移至外部組件。許多人都認(rèn)為該特殊電路無法提供足夠的驅(qū)動(dòng)電流。
  如圖 2 hfe 曲線所示,通常廠商都不會(huì)為這些低電流器件提供高于 0.5A 的電流。但是,該電路可提供大大高于 0.5A 的電流驅(qū)動(dòng),如圖 1 中的波形所示。就該波形而言,緩沖器由一個(gè) 50Ω 源驅(qū)動(dòng),負(fù)載為一個(gè)與1Ω 電阻串聯(lián)的0.01 uF 電容。該線跡顯示了1Ω 電阻兩端的電壓,因此每段接線柱上的電流為 2A。該數(shù)字還顯示MMBT2222A 可以提供大約 3A 的電流,MMBT3906 吸收 2A 的電流。
  事實(shí)上,晶體管將與其組件進(jìn)行配對(duì)(MMBT3904 用于 3906,MMBT2907 用于2222)。這兩個(gè)不同的配對(duì)僅用于比較。這些器件還具有更高的電流和更高的hfe, 如 FMMT618/718 對(duì),其在 6 A 電流時(shí)具有 100 的hfe(請(qǐng)參見圖 2)。與集成驅(qū)動(dòng)器不同,分立器件是更低成本的解決方案,且有更高的散熱和電流性能。
  圖 2 諸如 FMMT618 的更高電流驅(qū)動(dòng)器可增強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力(最高:MMBT3904 / 最低:FMMT618).

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  圖 3 顯示了一款可使您跨越隔離邊界的簡單緩沖器變量情況。一個(gè)信號(hào)電平變壓器由一個(gè)對(duì)稱雙極驅(qū)動(dòng)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)。變壓器次級(jí)繞組用于生成緩沖器電力并為緩沖器提供輸入信號(hào)。二極管 D1 和 D2 對(duì)來自變壓器的電壓進(jìn)行調(diào)整,而晶體管 Q1 和 Q2 則用于緩沖變壓器輸出阻抗以提供大電流脈沖,從而對(duì)連接輸出端的 FET 進(jìn)行充電和放電。該電路效率極高且具有 50% 的占空比輸入(請(qǐng)參見圖 3 中較低的驅(qū)動(dòng)信號(hào)),因?yàn)槠鋵Ⅱ?qū)動(dòng) FET 柵極為負(fù)并可提供快速開關(guān),從而最小化開關(guān)損耗。這非常適用于相移全橋接轉(zhuǎn)換器。
  如果您打算使用一個(gè)小于 50% 的上方驅(qū)動(dòng)波形(請(qǐng)參見圖 3),那么就要使用緩沖變壓器。這樣做有助于避免由于轉(zhuǎn)換振鈴引起的任意開啟 EFT。一次低電平到零的轉(zhuǎn)換可能會(huì)引起漏電感和次級(jí)電容,從而引發(fā)振鈴并在變壓器外部產(chǎn)生一個(gè)正電壓。

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  圖 3 利用幾個(gè)部件您就可以構(gòu)建一款獨(dú)立驅(qū)動(dòng)器
  總之,分立器件可以幫助您節(jié)約成本。價(jià)值大約 0.04 美元的分立器件可以將驅(qū)動(dòng)器 IC 成本降低 10 倍。分立驅(qū)動(dòng)器可提供超過2A 的電流并且可以使您從控制 IC 中獲得電力。此外,該器件還可去除控制 IC 中的高開關(guān)電流,從而提高穩(wěn)壓和噪聲性能。
  下次我們將繼續(xù)討論簡單的 FET 柵極驅(qū)動(dòng)電路及同步整流器電路,敬請(qǐng)期待。



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