关于MOSFET用于开关电源的驱动电路
mosfet因导通内阻低、开关速度快等优点被广泛应用于开关电源中。mosfet的驱动常根据电源ic和mosfet的参数选择合适的电路。下面一起探讨mosfet用于开关电源的驱动电路。
在使用mosfet设计开关电源时，大部分人都会考虑mosfet的导通电阻、最大电压、最大电流。但很多时候也仅仅考虑了这些因素，这样的电路也许可以正常工作，但并不是一个好的设计方案。更细致的，mosfet还应考虑本身寄生的参数。对一个确定的mosfet，其驱动电路，驱动脚输出的峰值电流，上升速率等，都会影响mosfet的开关性能。
当电源ic与mos管选定之后，选择合适的驱动电路来连接电源ic与mos管就显得尤其重要了。
一个好的mosfet驱动电路有以下几点要求：
（1）开关管开通瞬时，驱动电路应能提供足够大的充电电流使mosfet栅源极间电压迅速上升到所需值，保证开关管能快速开通且不存在上升沿的高频振荡。
（2）开关导通期间驱动电路能保证mosfet栅源极间电压保持稳定且可靠导通。
（3）关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供mosfet栅源极间电容电压的快速泄放，保证开关管能快速关断。
（4）驱动电路结构简单可靠、损耗小。
（5）根据情况施加隔离。
下面介绍几个模块电源中常用的mosfet驱动电路。
1、电源ic直接驱动mosfet
图1 ic直接驱动mosfet
电源ic直接驱动是我们最常用的驱动方式，同时也是最简单的驱动方式，使用这种驱动方式，应该注意几个参数以及这些参数的影响。第一，查看一下电源ic手册，其最大驱动峰值电流，因为不同芯片，驱动能力很多时候是不一样的。第二，了解一下mosfet的寄生电容，如图1中c1、c2的值。如果c1、c2的值比较大，mos管导通的需要的能量就比较大，如果电源ic没有比较大的驱动峰值电流，那么管子导通的速度就比较慢。如果驱动能力不足，上升沿可能出现高频振荡，即使把图 1中rg减小，也不能解决问题！ic驱动能力、mos寄生电容大小、mos管开关速度等因素，都影响驱动电阻阻值的选择，所以rg并不能无限减小。
2、电源ic驱动能力不足时 如果选择mos管寄生电容比较大，电源ic内部的驱动能力又不足时，需要在驱动电路上增强驱动能力，常使用图腾柱电路增加电源ic驱动能力，其电路如图 2虚线框所示。
图2图腾柱驱动mos
这种驱动电路作用在于，提升电流提供能力，迅速完成对于栅极输入电容电荷的充电过程。这种拓扑增加了导通所需要的时间，但是减少了关断时间，开关管能快速开通且避免上升沿的高频振荡。
3、驱动电路加速mos管关断时间
图3加速mos关断
关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供mosfet栅源极间电容电压快速泄放，保证开关管能快速关断。为使栅源极间电容电压的快速泄放，常在驱动电阻上并联一个电阻和一个二极管，如图3所示，其中d1常用的是快恢复二极管。这使关断时间减小，同时减小关断时的损耗。rg2是防止关断的时电流过大，把电源ic给烧掉。
图4改进型加速mos关断
在第二点介绍的图腾柱电路也有加快关断作用。当电源ic的驱动能力足够时，对图 2中电路改进可以加速mos管关断时间，得到如图 4所示电路。用三极管来泄放栅源极间电容电压是比较常见的。如果q1的发射极没有电阻，当pnp三极管导通时，栅源极间电容短接，达到最短时间内把电荷放完，最大限度减小关断时的交叉损耗。与图3拓扑相比较，还有一个好处，就是栅源极间电容上的电荷泄放时电流不经过电源ic，提高了可靠性。
4、驱动电路加速mos管关断时间
图5隔离驱动
为了满足如图 5所示高端mos管的驱动，经常会采用变压器驱动，有时为了满足安全隔离也使用变压器驱动。其中r1目的是抑制pcb板上寄生的电感与c1形成lc振荡，c1的目的是隔开直流，通过交流，同时也能防止磁芯饱和。
除了以上驱动电路之外，还有很多其它形式的驱动电路。对于各种各样的驱动电路并没有一种驱动电路是最好的，只有结合具体应用，选择最合适的驱动。在设计电源时，有上述几个角度出发考虑如何设计mos管的驱动电路，如果选用成品电源，不管是模块电源、普通开关电源、电源适配器等，这部分的工作一般都由电源设计厂家完成。
致远电子自主研发、生产的隔离电源模块已有近20年的行业积累，目前产品具有宽输入电压范围，隔离1000vdc、1500vdc、3000vdc及6000vdc等多个系列，封装形式多样，兼容国际标准的sip、dip等封装。同时致远电子为保证电源产品性能建设了行业内一流的测试实验室，配备最先进、齐全的测试设备，全系列隔离dc-dc电源通过完整的emc测试，静电抗扰度高达4kv、浪涌抗扰度高达2kv，可应用于绝大部分复杂恶劣的工业现场，为用户提供稳定、可靠的电源隔离解决方案。
除了以上驱动电路之外，还有很多其它形式的驱动电路。对于各种各样的驱动电路并没有一种驱动电路是最好的，只有结合具体应用，选择最合适的驱动。
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当电源ic与mos管选定之后，选择合适的驱动电路来连接电源ic与mos管就显得尤其重要了。
一个好的mosfet驱动电路有以下几点要求：
（1）开关管开通瞬时，驱动电路应能提供足够大的充电电流使mosfet栅源极间电压迅速上升到所需值，保证开关管能快速开通且不存在上升沿的高频振荡。
（2）开关导通期间驱动电路能保证mosfet栅源极间电压保持稳定且可靠导通。
（3）关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供mosfet栅源极间电容电压的快速泄放，保证开关管能快速关断。
（4）驱动电路结构简单可靠、损耗小。
（5）根据情况施加隔离。
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1、电源ic直接驱动mosfet
图1 ic直接驱动mosfet
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2、电源ic驱动能力不足时 如果选择mos管寄生电容比较大，电源ic内部的驱动能力又不足时，需要在驱动电路上增强驱动能力，常使用图腾柱电路增加电源ic驱动能力，其电路如图 2虚线框所示。
图2图腾柱驱动mos
这种驱动电路作用在于，提升电流提供能力，迅速完成对于栅极输入电容电荷的充电过程。这种拓扑增加了导通所需要的时间，但是减少了关断时间，开关管能快速开通且避免上升沿的高频振荡。
3、驱动电路加速mos管关断时间
图3加速mos关断
关断瞬间驱动电路能提供一个尽可能低阻抗的通路供mosfet栅源极间电容电压快速泄放，保证开关管能快速关断。为使栅源极间电容电压的快速泄放，常在驱动电阻上并联一个电阻和一个二极管，如图3所示，其中d1常用的是快恢复二极管。这使关断时间减小，同时减小关断时的损耗。rg2是防止关断的时电流过大，把电源ic给烧掉。
图4改进型加速mos关断
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为了满足如图 5所示高端mos管的驱动，经常会采用变压器驱动，有时为了满足安全隔离也使用变压器驱动。其中r1目的是抑制pcb板上寄生的电感与c1形成lc振荡，c1的目的是隔开直流，通过交流，同时也能防止磁芯饱和。
除了以上驱动电路之外，还有很多其它形式的驱动电路。对于各种各样的驱动电路并没有一种驱动电路是最好的，只有结合具体应用，选择最合适的驱动。在设计电源时，有上述几个角度出发考虑如何设计mos管的驱动电路，如果选用成品电源，不管是模块电源、普通开关电源、电源适配器等，这部分的工作一般都由电源设计厂家完成。
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