MOSFET內(nèi)部二極管之逆變器應(yīng)用介紹

全橋與H橋逆變器

如上電路所示，全橋逆變器中，一組4個(gè)MOSFET連接到輸出負(fù)載。

對(duì)角連接的MOSFET通過外部振蕩器交替切換，來自電池的輸入DC轉(zhuǎn)換為負(fù)載的交流電或AC。

負(fù)載通表現(xiàn)為變壓器形式，低壓初級(jí)線圈與MOSFET橋連接以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的DC到AC反相。

基于4 N溝道MOSFET的H橋被應(yīng)用在全橋逆變器中，即用4 N通道逆變器依賴于專用驅(qū)動(dòng)器IC，但效率很高，復(fù)雜性可忽略，廣泛應(yīng)用于全橋逆變器中。

MOSFET體內(nèi)二極管

MOSFET中用內(nèi)部二極管，保護(hù)器件免受因連接的電感性負(fù)載,產(chǎn)生的反向EMF尖峰的影響。

當(dāng)電感負(fù)載與MOSFET漏極接通時(shí)，電能立即存儲(chǔ)在負(fù)載內(nèi)部，并且在下一個(gè)瞬間隨著關(guān)閉，該存儲(chǔ)的EMF從MOSFET源極到漏極，從而導(dǎo)致MOSFET永久性損壞。

在器件的漏源極間存在一個(gè)內(nèi)部二極管，通過允許反電動(dòng)勢(shì)尖峰穿過二極管來阻止MOSFET被損壞，保護(hù)MOSFET。

MOSFE二極管為逆變器電池充電

逆變器中必有電池，需頻繁充電，保持逆變器持續(xù)輸出并處于待機(jī)狀態(tài)。

給電池充電需變壓器，該變壓器必須是高功率器件，以確保電池的最佳電流。

將額外變壓器與逆變器變壓器一起使用體積很大，成本高。

MOSFET內(nèi)部二極管使變壓器，可通過簡單的繼電器切換序列，以逆變器模式和電池充電器模式進(jìn)行切換。

工作原理

如下電路所示

每個(gè)MOSFET都帶有一個(gè)內(nèi)部二極管，該二極管跨接在它們的漏源極引腳之間。

二極管陽極與源極相連，而陰極引腳與器件的源極引腳相連。

因MOSFET配置在橋接網(wǎng)絡(luò)中，二極管也配置成基本的全橋整流器網(wǎng)絡(luò)格式。

用幾個(gè)繼電器，實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)換，以使電網(wǎng)AC能夠通過MOSFET二極管為電池充電。

實(shí)際上，MOSFET內(nèi)部二極管，此種橋式整流器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，用單個(gè)變壓器作為逆變器變壓器和充電器變壓器的過程簡單。

流過MOSFET二極管電流方向

如下電路所示

將變壓器AC整流為DC充電電壓

用交流電源時(shí)，變壓器線會(huì)交替改變其極性。

左圖，若START為正極，橙色箭頭指示電流通過D1，電池，D3并流回FINISH或變壓器負(fù)極的電流模式。

在下一個(gè)AC周期中，極性反轉(zhuǎn)，電流如藍(lán)色箭頭所示經(jīng)過體二極管D4，電池D2并流回FINISH或變壓器繞組的負(fù)極。這會(huì)不斷重復(fù)，將兩個(gè)AC周期都轉(zhuǎn)換為DC并為電池充電。

因MOSFET包含在系統(tǒng)中，操作時(shí)必須格外小心，以確保這些器件在過程中不會(huì)損壞。

實(shí)用設(shè)計(jì)

如下電路圖所示

MOSFET二極管應(yīng)用于，為逆變器電池充電的整流器的設(shè)計(jì)，并帶有繼電器轉(zhuǎn)換開關(guān)。

確保MOSFET在充電模式下絕對(duì)安全，并將二極管與變壓器AC一起使用時(shí)，MOSFET柵極必須保持在接地電位，并且必須與電源DC完全斷開。

1.在所有MOSFET的柵源極引腳間連接1 k電阻，并在驅(qū)動(dòng)器IC的Vcc電源線上串聯(lián)一個(gè)截止繼電器。

2.截止繼電器是SPDT繼電器觸點(diǎn)，其N / C觸點(diǎn)與驅(qū)動(dòng)器IC電源輸入串聯(lián)，在沒有交流電源的情況下，N / C觸點(diǎn)保持活動(dòng)狀態(tài)，從而允許電池電源到達(dá)驅(qū)動(dòng)器IC，即為MOSFET供電。

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