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1、一种大功率场效应管隔离驱动电路余洋 云南交通技术学院摘要：本文介绍了一种高性能的的大功率场效应管隔离驱动电路，并就其技术原 理、性能、特点以及运用做了详细的阐述。关键词：场效应管,隔离,驱动电路A high power MOSFET isolated driver circuitYu Yang yunnan traffic institute of technologyabstract: This article describes one model of china-made high-power MOSFET Isolation drive Circuit and detailed in
2、troduction of its performance,features and applicati on.Keywords: MOSFET, Isolation, drive Circuit1 概述大功率场效应管因工作频率高，驱动损耗小等优点在高频大功率电子设备中 成为不可替代的功率半导体器件，尤其是在高频大功率开关电源以及高频感应加 热设备中，大功率场效应管几乎是了唯一可以选择的功率器件。由于主回路工作 电压高，驱动功率大，且开关频率高，为了减少功率变换电路对控制电路（尤其 是以 DSP 等数字处理器为核心的控制系统）干扰，实际运用中需要把功率电路和 控制电路隔离，因此就需要具有隔离驱
3、动功能的大功率场效应管驱动电路。目前 市场上的场效应驱动器很多，但大多以IR公司的小功率的专用IC为主，这类IC 的缺点在于本能实现控制电路与功率电路的隔离驱动，且驱动能力小。本文向大 家介绍的大功率场效应管隔离驱动电路具有驱动功率大、工作频率高、电路简单 等特点，可应用于 250A/1000V 以内容量的大功率场效应管隔离驱动。电路采用了变压器调制解调隔离驱动技术，信号延迟时间短，抗干扰能力强； 采用了干扰脉冲抑制技术，脉冲宽度小于调制电路RS触发器1/2时钟周期宽度的 干扰脉冲都将被忽略；内部集成隔离的 DC/DC 变换电路，只需外供 15V 电源即 可稳定工作。2 电路主要技术特性特性指
4、标A*A-=付号定义参数单位最小典型最大Vs原边供电电压141516V【so原边空载电流60mA原边最大电流150mAPDC集成DC/DC输出功率1WI0UPEAK输出峰值电流12Afmax最大开关频率600kHzCLKH QTV71N5819VCCHR7 10KIICOMH图 1 电路原理图电路主要由一只施密特触发器CD40106、两只RS触发器CD4013以及一只1:1 的网络隔离变压器构成。内部DC/DC变换器通过施密特触发器产生频率约500kHZ 的方波驱动场效应管V4,经T1隔离后得到幅值为15V的稳定直流电压。施密特 触发器U1E和UEF产生频率约2MHz的方波信号作为RS触发器U
5、2的时钟信号，输 入信号经U2、V2、V3和C4调制后生成两倍于信号频率的短脉冲信号，短脉冲的 上升沿分别对应输入信号好的上升沿和下降沿。图中R6和C9是上电复位电路，电路上电后，RS触发器U3的S引脚和R引 脚均为低电平，CLK引脚的电平由低电平变为高电平，U3的输出端输出为低。V5、 V6 以及 RS 触发器 U3 构成高压端的信号解调电路。信号上升沿的短脉冲送给 U3 的置为引脚，信号下降沿的短脉冲送给U3的复位引脚，还原后的信号从U3的Q 端输出。还原后的信号经高频三极管放大后便可直接驱动大功率场效应管。CLOCKDRESETrLLrHLLXLXXHXXLXXHSETQQLLHLHLL
6、QQLLHHHLHHHX : Don t Care Low LevelCD4013 真值表图 2 调制解调时序波形波形由上而下分别为：输入波形、上升沿短脉冲、下降沿短脉冲、输出波形）4 典型运用大功率场效应管隔离驱动电路的典型运用如图 3 和图 4所示。图 3采用了两 只栅极驱动电阻Ron和Roff，通过调整Ron和Roff的阻值，可以调整大功率场 效应管的开通和关断速度。在驱动多只并联的场效应管时，由于管子的参数不可 能完全一致，因此每只场效应管的栅极应各用一只驱动电阻RG,不可将栅多只场 效应管的栅极直接并联。15 V|大功率场效应管隔离驱动电路IH图 3 典型运用电路 1图 4 典型运用电路 2图5是本电路驱动APT公司大功率场效应管APT77N60JC3的实测波形，驱动 频率为150kHz。APT77N60JC3是77A/600V大功率场效应模块。图 5 实测波形上为驱动输入波形，下为驱动输出波形）5 结论本文介绍的的大功率场效应管隔离驱动电路采用了变压器调制解调隔离驱动 技术以及干扰脉冲抑制技术，信号延迟时间短，工作频率高，抗干扰能力强。电 路集成隔离的DC/DC变换电路，电路简洁、使用方便。该电路可应用于250A/1000V 以内容量的各种大功率场效应管隔离驱动。
