《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電源設(shè)計小貼士 42:可替代集成 MOSFET 的分立器件

Robert Kollman,,德州儀器 (TI)
2012-04-16

    在電源設(shè)計中,,工程師通常會面臨控制IC 驅(qū)動電流不足的問題,,或者面臨由于柵極驅(qū)動損耗導(dǎo)致控制IC 功耗過大的問題,。為緩解這一問題,,工程師通常會采用外部驅(qū)動器,。半導(dǎo)體廠商(包括TI 在內(nèi))擁有現(xiàn)成的MOSFET 集成電路驅(qū)動器解決方案,,但這通常不是成本最低的解決方案,。通常會選擇價值幾美分的分立器件,。

簡單的緩沖器可驅(qū)動2 Amps 以上的電流

1 簡單的緩沖器可驅(qū)動2 Amps 以上的電流,。

   圖1 中的示意圖顯示了一個NPN/PNP 發(fā)射跟隨器對,其可用于緩沖控制IC 的輸出,。這可能會增加控制器的驅(qū)動能力并將驅(qū)動損耗轉(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)動電流。

   如2 hfe 曲線所示,通常廠商都不會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,如1中的波形所示,。就該波形而言,,緩沖器由一個50Ω源驅(qū)動,負(fù)載為一個與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,。

   事實上,晶體管將與其組件進(jìn)行配對(MMBT3904用于3906,,MMBT2907用于2222),。這兩個不同的配對僅用于比較。這些器件還具有更高的電流和更高的hfe, 如FMMT618/718 對,,其在6 A 電流時具有100的hfe(請參見2),。與集成驅(qū)動器不同,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,。

諸如FMMT618的更高電流驅(qū)動器可增強(qiáng)驅(qū)動能力

2 諸如FMMT618的更高電流驅(qū)動器可增強(qiáng)驅(qū)動能力(最高:MMBT3904 / 最低:FMMT618).

    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。一個信號電平變壓器由一個對稱雙極驅(qū)動信號來驅(qū)動,。變壓器次級繞組用于生成緩沖器電力并為緩沖器提供輸入信號,。二極管D1 和D2 對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(請參見3中較低的驅(qū)動信號),因為其將驅(qū)動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小于50%的上方驅(qū)動波形(請參見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)換可能會引起漏電感和次級電容,,從而引發(fā)振鈴并在變壓器外部產(chǎn)生一個正電壓。

利用幾個部件您就可以構(gòu)建一款獨立驅(qū)動器

3 利用幾個部件您就可以構(gòu)建一款獨立驅(qū)動器

   總之,,分立器件可以幫助您節(jié)約成本,。價值大約0.04 美元的分立器件可以將驅(qū)動器IC 成本降低10 倍。分立驅(qū)動器可提供超過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)動電路及同步整流器電路,,敬請期待,。

    如欲了解有關(guān)本解決方案及其他電源解決方案的更多詳情,敬請訪問:www.ti.com.cn/power,。

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