[實用新型]金屬氧化物半導體場效應晶體管柵極驅動電路及開關電源

有效

• 申請號: 201220669138.7
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN202978714U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 劉軍;張振東;魏晨;陳偉龍
• 申請（專利權）人: 雅達電子國際有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 丁藝;沙捷

技術領域

本實用新型涉及一種MOSFET柵極的驅動電路，以及包括該MOSFET柵極驅動電路的開關電源。

背景技術

目前，對電源的工作效率和功率密度要求越來越高。對于作為功率開關管的MOSFET來說，快速且性能可靠的柵極驅動器對其至關重要。參考圖1所示，為現有技術中一種常用的柵極驅動電路100。V11是一個PWM驅動，V12是一個12V左右的輔助電源。二極管D11、二極管D12和MOSFET?Q11組成柵極驅動電路是初級驅動電路。T11是驅動變壓器。電阻R11、電阻R12、二極管D13和輔助開關管Q12組成次級驅動電路，Q13是作為功率開關管的MOSFET。當PWM驅動V11為高電平時，MOSFET?Q11導通，驅動電流流過驅動變壓器T11的初級繞組。此時驅動變壓器T11的次級繞組電壓上正下負，驅動電流經過驅動變壓器T11的次級繞組、電阻R11、電阻R12和功率開關管Q13，功率開關管MOSFET?Q13導通；當PWM驅動V11為低電平時，MOSFET?Q11關斷，驅動變壓器T11的初級繞組通過二極管D11和二極管D12續流，次級繞組的電壓變為下正上負，輔助開關管Q12導通。功率開關管Q13柵極的電荷經過電阻R12和輔助開關管Q12被放電，功率開關管Q13關斷。

以上為整個柵極驅動器在正常工作模式下大致的工作過程。但在占空比較小或跳周期工作模式中，功率開關管Q13的關斷時間遠大于驅動變壓器T11的復位時間。驅動變壓器T11復位完成后，次級驅動電路中執行對功率開關管Q13關斷任務的輔助開關管Q12，其柵極為懸浮狀態，不能保證功率開關管Q13的有效關斷。另外，功率開關管Q13漏極的噪聲通過其柵漏極之間的電容Cdg和柵源極之間的電容Cgs分壓，使得其柵極同樣產生噪聲。該柵極噪聲在電路實際工作中會觸發功率開關管Q13的誤導通，可靠性大大降低。

實用新型內容

本實用新型提供了一種MOSFET柵極驅動電路，其帶有噪聲抑制電路，解決柵極噪聲的問題。

一方面，本實用新型提供了一種MOSFET柵極驅動電路，連接于MOSFET（34）的柵極，包括驅動變壓器（T3），包括初級繞組和次級繞組；初級驅動電路(31)，包括上述初級繞組；以及次級驅動電路(32)，包括上述次級繞組，第一電阻（R32）以及輔助開關管（Q32）；其中，上述輔助開關管（Q32）并聯于上述MOSFET（34）的柵極和源極；上述MOSFET柵極驅動電路還包括噪聲抑制電路(33)，與上述MOSFET（34）的柵極和源極并聯；上述噪聲抑制電路(33)包括三極管（Q33）以及第二電阻（R33）；上述三極管（Q33）的發射極與上述MOSFET（34）的源極相連，上述三級管（Q33）的集電極通過與上述第一電阻（R32）串聯而連接于所述MOSFET（34）的柵極；上述第二電阻（R33）串聯于上述三極管（Q33）的基極和上述次級繞組的一端之間。

上述噪聲抑制電路（33）還包括二極管（D34），上述二極管（D34）的陽極連接上述三極管（Q33）的基極，上述二極管（D34）的陰極連接于上述三極管（Q33）集電極。

上述二極管（D34）是肖特基二極管或者低壓降快速二極管。

當上述次級繞組電壓方向為上負下正時，上述三極管（Q33）導通，并與上述MOSFET（34）組成回路。

當上述次級繞組電壓方向為上負下正時，上述輔助開關管（Q32）導通，并與上述MOSFET（34）和上述第一電阻（R32）組成回路，上述MOSFET（34）關斷。

上述次級驅動電路（32）包括第三電阻（R31），上述第三電阻（R31）串接于上述次級繞組和所述輔助開關管（Q32）的漏極之間，并與上述第一電阻（R32）串聯。

上述輔助開關管（Q32）是MOSFET，其柵極與上述第二電阻（R33）連接于上述次級繞組的同一端，源極連接于上述MOSFET（34）的源極，漏極連接于上述第一電阻（R32）和第三電阻（R31）的連接節點（A）。

當上述次級繞組電壓方向為上正下負時，上述輔助開關管（Q32）關斷，上述次級繞組與上述第一電阻（R32）、上述第三電阻（R31）以及上述MOSFET（34）組成回路，上述MOSFET（34）導通。