[實用新型]一種基于脈沖變壓器隔離的MOSFET驅動電路

有效

• 申請號: 201821646371.7
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN208836102U
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 楊俊偉;郭楷;劉路;翟娟;楊曦
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: H03K17/691
• 分類號: H03K17/691
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 任利國

本實用新型涉及一種基于脈沖變壓器隔離的MOSFET驅動電路，PWM信號依次與驅動信號調節電路、推挽放大電路、隔直電容及脈沖變壓器連接，脈沖變壓器的副邊繞組通過位移電容與穩壓鉗位電路相連，穩壓鉗位電路中第六電阻與肖特基二極管并聯且肖特基二極管的陰極通過位移電容與脈沖變壓器相連，肖特基二極管陽極與第一穩壓二極管的陰極相連，第一穩壓二極管陽極與第二穩壓二極管的陽極相連，第二穩壓二極管的陰極與脈沖變壓器副邊繞組的低壓端相連，第七電阻并聯在第一穩壓二極管的陰極與第二穩壓二極管的陰極之間，第一穩壓二極管的陰極與開關管的柵極相連，第二穩壓二極管的陰極與開關管的源極相連。該驅動電路工作可靠，輸出電壓范圍廣，且使用壽命長。

技術領域

本實用新型涉及一種開關管驅動電路，特別涉及一種基于脈沖變壓器隔離的MOSFET驅動電路，屬于電力自動化設備技術領域。

背景技術

隨著電力電子技術和微處理器的發展，電力自動化設備廣泛應用在社會的各行各業中，特別是全控型電力開關器件，應用已經非常廣泛，為了更好地實現自動控制中快、準、穩的基本要求，開關管驅動電路的設計以及脈寬調制技術作為這些系統的核心技術，引起人們的高度重視且不斷的深入研究。但是隨著功率開關管朝著高頻化、大電流方向發展，針對開關管驅動電路的設計要求也越來越高。依據工程實際反饋的信息，絕大部分開關管的損壞原因是由于驅動電路故障和隔離失效引起的。

由于微處理器輸出的脈寬調制信號電流較小，不具備驅動功率開關管的能力，因此要額外加入驅動電路才能開啟MOSFET的柵極電壓，同時減少高頻時的開關損耗。就驅動電路而言，功率回路和信號回路的電壓、電流等級必然不同，因此在設計驅動時采用隔離的方式。隔離一般有光電和變壓器兩種方式。光電隔離的方法是指驅動信號之間用光耦芯片隔離開來，芯片內部需要將光信號變為電信號，存在延時使得驅動電路的開關速度相對較慢，且芯片成本較高。

脈沖變壓器是變壓器中比較特殊的一種，它所變換的是接近矩形的單極性脈沖，脈沖變壓器廣泛用于工業控制、變流技術中，目前根據脈沖變壓器的特點，驅動電路分可以分成自給電源驅動、有源和無源驅動的方法，無源驅動是利用變壓器的副邊輸出信號直接驅動，電路中不需要額外的電源，但缺點是輸出的柵-源發射極電壓會存在較大的畸變。有源驅動的方法是指驅動電路中的變壓器只具有隔離功能，后端采用額外的信號放大電路驅動開關管，增加成本。自給電源驅動是驅動信號在變壓器原邊高頻初次調制，副邊再進行調制來驅動開關管，這種方式驅動復雜，成本較高，同時存在延時。

在以上背景基礎下，設計可靠、輸出范圍廣、使用簡單靈活的驅動電路具有非常顯著的意義。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，克服現有技術中存在的問題，提供一種基于脈沖變壓器隔離的MOSFET驅動電路，工作可靠，輸出電壓范圍廣，且使用壽命長。

為解決以上技術問題，本實用新型的一種基于脈沖變壓器隔離的MOSFET驅動電路，包括驅動信號調節電路11、推挽放大電路12、脈沖變壓器13和穩壓鉗位電路14，微處理器輸出脈寬調制信號PWM接入驅動信號調節電路11的輸入端，驅動信號調節電路11的輸出端接入推挽放大電路12的輸入端，推挽放大電路12的輸出端經過隔直電容C5與脈沖變壓器13的原邊繞組相連接，脈沖變壓器13的副邊繞組通過位移電容C6與穩壓鉗位電路14相連，穩壓鉗位電路14包括第六電阻R6、肖特基二極管D3、第一穩壓二極管D1、第二穩壓二極管D2和第七電阻R7，第六電阻R6與肖特基二極管D3并聯，且肖特基二極管D3的陰極通過位移電容C6與脈沖變壓器13副邊繞組的高壓端相連，肖特基二極管D3的陽極與第一穩壓二極管D1的陰極相連，第一穩壓二極管D1的陽極與第二穩壓二極管D2的陽極相連，第二穩壓二極管D2的陰極與脈沖變壓器13副邊繞組的低壓端相連，第七電阻R7并聯在第一穩壓二極管D1的陰極與第二穩壓二極管D2的陰極之間，第一穩壓二極管D1的陰極與功率MOSFET開關管的柵極GOUT相連，第二穩壓二極管D2的陰極與功率MOSFET開關管的源極SOUT相連。