1、 電力場效應管的驅動電路
電力場效應管是單極型壓控器件,開關速度快,。但存在極間電容,,器件功率越大,極間電容也越大。為提高其開關速度,要求驅動電路必須有足夠高的輸出電壓、較高的電壓上升率,、較小的輸出電阻。另外,,還需要一定的柵極驅動電流,。
開通時,柵極電流可由下式計算:
IGon=CiSSuGS/tr=(GGS+CGD)uGS/ t r (7)
關斷時,,柵極電流由下式計算:
IGoff=CGDuDS/tf (8)
式(7)是選取開通驅動元件的主要依據(jù),,式(8)是選取關斷驅動元件的主要依據(jù)。
為了滿足對電力場效應管驅動信號的要求,,一般采用雙電源供電,,其輸出與器件之間可采用直接耦合或隔離器耦合。
電力場效應管的一種分立元件驅電路,如圖6所示,。電路由輸入光電隔離和信號放大兩部分組成,。當輸入信號ui 為0時,光電耦合器截止,,運算放大器A輸出低電平,,三極管V3導通,驅動電路約輸出負20V驅動電壓,,使電力場效應管關斷,。當輸入信號ui為正時,光耦導通,,運放A輸出高電平,,三極管V2導通,驅動電路約輸出正20V電壓,,使電力場效應管開通,。
MOSFET的集成驅動電路種類很多,下面簡單介紹其中幾種:
IR2130是美國生產的28引腳集成驅動電路,,可以驅動電壓不高于600V電路中的MOSFET,,內含過電流、過電壓和欠電壓等保護,,輸出可以直接驅動6個MOSFET或IGBT,。單電源供電,最大20V,。廣泛應用于三相MOSFET和IGBT的逆變器控制中,。
IR2237/2137是美國生產的集成驅動電路,可以驅動600V及1200V線路的MOSFET,。其保護性能和抑制電磁干擾能力更強,,并具有軟啟動功能,采用三相柵極驅動器集成電路,,能在線間短路及接地故障時,利用軟停機功能抑制短路造成過高峰值電壓,。利用非飽和檢測技術,,可以感應出高端MOSFET和IGBT的短路狀態(tài)。此外,,內部的軟停機功能,,經過三相同步處理,即使發(fā)生因短路引起的快速電流斷開現(xiàn)象,,也不會出現(xiàn)過高的瞬變浪涌過電壓,,同時配有多種集成電路保護功能。當發(fā)生故障時,可以輸出故障信號,。
TLP250是日本生產的雙列直插8引腳集成驅動電路,,內含一個光發(fā)射二極管和一個集成光探測器,具有輸入,、輸出隔離,,開關時間短,輸入電流小,、輸出電流大等特點,。適用于驅動MOSFET或IGBT。
2,、 電力場效應管的保護措施
電力場效應管的絕緣層易被擊穿是它的致命弱點,,柵源電壓一般不得超過±20V。因此,,在應用時必須采用相應的保護措施,。通常有以下幾種:
(1) 防靜電擊穿
電力場效應管最大的優(yōu)點是有極高的輸入阻抗,因此在靜電較強的場合易被靜電擊穿,。為此,,應注意:
① 儲存時,應放在具有屏蔽性能的容器中,,取用時工作人員要通過腕帶良好接地,;
② 在器件接入電路時,工作臺和烙鐵必須良好接地,,且烙鐵斷電焊接,;
③ 測試器件時,儀器和工作臺都必須良好接地,。
(2) 防偶然性震蕩損壞
當輸入電路某些參數(shù)不合適時,,可能引志震蕩而造成器件損壞。為此,,可在柵極輸入電路中串入電阻,。
(3) 防柵極過電壓
可在柵源之間并聯(lián)電阻或約20V的穩(wěn)壓二極管。
(4) 防漏極過電流
由于過載或短路都會引起過大的電流沖擊,,超過IDM極限值,,此時必須采用快速保護電路使用器件迅速斷開主回路。