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集成MOSFET的分立器件能用什么進(jìn)行替代?

TI視頻 ? 作者:工程師郭婷 ? 2018-08-16 00:08 ? 次閱讀

電源設(shè)計(jì)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,工程師通常會選擇比較廉價的分立器件。

圖 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。

如圖 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,如圖 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(shí)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(請參見圖 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。

圖 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(請參見圖 3 中較低的驅(qū)動信號),因?yàn)槠鋵Ⅱ?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(請參見圖 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。

圖 3 利用幾個部件您就可以構(gòu)建一款獨(dú)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。

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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