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功率场效应管的驱动保护

发布日期:2017-12-26 09:59:42 【关闭】
摘要:功率场效应管为单极型器件,输入阻抗高。因而开关速度快,驱动功率小,电路简单。但其极间电容较大,因此工作速度和驱动源的内阻抗有关,栅极驱动电路的形式各种各样,按驱动电路与栅极的连接方式可分为直接驱动和隔离驱动两类。

      1、驱动电路

      功率场效应管为单极型器件,输入阻抗高。因而开关速度快,驱动功率小,电路简单。但其极间电容较大,因此工作速度和驱动源的内阻抗有关,栅极驱动电路的形式各种各样,按驱动电路与栅极的连接方式可分为直接驱动和隔离驱动两类。

      图1所示为直接驱动的基本形式。图(a)是最简单的TTL驱动电路。其中TTL电路可以是驱动器、缓冲器或其他逻辑电路。用这种驱动电路,器件的开通时间较长。图(b)是由晶体管组成的互补驱动电路。乘用这种电路不但可提高开通速度,而且可提高关断速度。类似地也可用MOS管组成互补驱动电路。

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图1、直接驱动

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      图2为隔离驱动电路形式。根据隔离元件的不同,又可分为电磁隔离和光电隔离。图(a)是利用脉冲变压器的电磁隔离驱动电路。其中二极管VDS用于加快开通速度。图(b)是用光电耦合器进行隔离的驱动电路。由于光耦响应速度较慢,因而使开关延迟时间加长,限制了使用频率。

      2、保护电路

      图3分別是功率场效应管栅源之间和漏源之间的过电压保护电路。其中电容C用于吸收浪涌电压,稳压二极管VS用于抑制浪涌电压。主电路和保护电路的引线都应尽量短,以减小电感。过电流有两种情况,即负载短路与负载过大,过电流保护的基本电路如图4所示。由电流互感器CT检测过电流,进而切断栅极信号,实现对功率场效应管的保护。也可用电阻或霍尔元件替代CT。

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图3、过压保护电路

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图4、过流保护电路

      另外功率场效应管的栅极极易击穿损坏,栅源电压不得超过±20VP。为此使用时应采取保护措施。一要防止静电击穿。在测试和接入电路之前器件应存放在静电包装袋、导电材料或金属容器中,不能放在塑料盒或塑料袋中。取用时应拿管壳部分而不是引线部分。将器件接入电路时,工作台和烙铁都必须良好接地,焊接时烙铁应断电。测试器件时,测量仪器和工作台都必须良好接地。器件的电极未全部接入电路或测试仪器之前不要施加电压。改换测试范围时,电压和电流都必须先恢复到零。二要防止偶然振荡损坏器件。器件与测试仪器、接插盒等的输入电容、输入电阻匹配不当时会出现偶然振荡,造成器件损坏。因此,测试时可在栅极串接10kΩ电阻或在栅源之间并接0. 5μF电容。必要的话,还要消除寄生晶体管和寄生二极管可能造成的影响。

上一篇文章:高速摄像概述

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