MOSFET及IGBT柵極驅動器電路的常見設計難題

在新能源和節能環保大趨勢下，MOSFET和IGBT在交流電機、變頻器、開關電源、電源管理、照明電路、電動工具、牽引傳動等行業中的應用越來越重要。本文從MOSFET技術和開關運行概述入手，按照由易而難的順序，分析了寄生器件的影響、瞬態和極端工作條件等較為流行的電路解決方案及其性能，詳細介紹了接地參考和高側柵極驅動電路的設計流程，以及交流耦合和變壓器隔離解決方案。

本報告列舉了幾個逐步設計示例，還專門介紹了在同步整流器應用中MOSFET的柵極驅動應用。主要內容及一些重要的參考文獻索引如下：

正文目錄

1 簡介

2 MOSFET技術

3 接地參考柵極驅動

4 同步整流器驅動

5 高側非隔離柵極驅動

6 交流耦合柵極驅動電路

7 變壓器耦合柵極驅動

8 總結

9 參考文獻

MOSFET和IGBT柵極驅動器電路的基本原理

附圖目錄

1 功率MOSFET器件類型

2 功率MOSFET模型

3 簡化的鉗位電感式開關模型

4 MOSFET開通階段

5 MOSFET關斷時間間隔

6 典型柵極電荷與柵源極電壓的對比

7 柵極驅動諧振電路分量

8 直接柵極驅動電路

9 帶有集成雙極晶體管的柵極驅動

10 雙極Totem-Pole MOSFET驅動器

11 基于MOSFET的Totem-Pole驅動器

12 簡單的關斷速度增強電路

13 局部PNP關斷電路

14 局部NPN自偏置關斷電路

15 經改進的N溝道MOSFET關斷電路

16 簡化的同步整流模型

17 同步開關模型

18 P溝道MOSFET直接驅動

19 PMOS器件的開路集電極驅動

20 電平位移的P溝道MOSFET驅動器

21 N溝道MOSFET的直接驅動

22 高側N溝道MOSFET的關斷

23 集成的自舉驅動器

24 集成的自舉驅動器

25 高電壓驅動器IC中的典型電平位移器

26 用于自舉柵極驅動的高電壓驅動器IC

27 保護SRC引腳

28 自舉旁路示例

29 自舉啟動電路

30 高側應用中的容性 電流

31 容性耦合MOSFET柵極驅動

32 作為占空比函數的標準化耦合電容器電壓

33 單端變壓器耦合柵極驅動

34 通過變壓器耦合柵極驅動來驅動輸出電流

35 變壓器耦合柵極驅動中的直流恢復電路

36 柵極驅動變壓器伏秒數與占空比

37 用一個變壓器實現電力和控制傳輸

38 用一個變壓器實現電力和控制傳輸

39 推挽式半橋柵極驅動

40 推挽式半橋柵極驅動

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