驱动电路(Drive Circuit),位于主电路和控制电路之间,用来对控制电路的信号进行放大的中间电路(即放大控制电路的信号使其能够驱动功率 晶体管 ),称为驱动电路。
驱动电路的作用:将控制电路输出的PWM脉冲放大到足以驱动功率晶体管—开关功率放大作用。驱动电路的作用:将控制电路输出的PWM脉冲放大到足以驱动功率晶体管—开关功率放大作用。
介绍
基本任务
驱动电路的基本任务,就是将信息 电子电路 传来的信号按照其控制目标的要求,转换为加在 电力电子器件 控制端和公共端之间,可以使其开通或关断的信号。对半控型器件只需提供开通控制信号,对全控型器件则既要提供开通控制信号,又要提供关断控制信号,以保证器件按要求可靠导通或关断。
优良设计的影响
1. 提高系统可靠性
2. 提高变换效率 ( 开关器件开关、导通损耗 )
3. 减小开关器件 应力 ( 开 / 关过程中 )
4. 降低 EMI/ Dell EMC
隔离措施
采取原因
安规问题,驱动电路副边与主电路有 耦合 关系,而驱动原边是与控制电路连在一起,主电路是一次电路,控制电路是ELV电路,一次电路和ELV电路之间要做加强绝缘,实现绝缘要求一般就采取变压器 光耦 等隔离措施。
采取条件
控制参考地与驱动信号参考地(e极)同 — 驱动电路无需隔离;
控制参考地与驱动信号参考地(e极)不同 — 驱动电路应隔离。
隔离技术
驱动电路隔离技术一般使用光电 耦合器 或 隔离变压器 (光耦合;磁耦合)。由于 MOSFET 的工作频率及 输入阻抗 高,容易被干扰,故驱动电路应具有良好的 电气隔离 性能,以实现主电路与控制电路之间的隔离,使之具有较强的抗干扰能力,避免功率级电路对控制信号的干扰。
光耦 隔离驱动可分为电磁隔离与光电隔离。采用 脉冲变压器 实现电路的电磁隔离,是一种电路简单可靠,又具有电气隔离作用的电路,但其对脉冲的宽度有较大限制,若脉冲过宽, 磁饱和 效应可能使一次 绕组 的电流突然增大,甚至使其烧毁,而若脉冲过窄,为驱动 栅极 关断所存储的能量可能不够。光电隔 离,是利用光 耦合器 将控制信号回路和驱动回路隔离开。该驱动电路输出 阻抗 较小,解决了栅极驱动源低阻抗的问题,但由于光耦合器响应速度较慢,因而其开关延迟时间较长,限制了适应频率。
光耦 指的是可隔离交流或直流信号KCB EA。
1. 由 I F 控制 I c ;电流传输比 CTR-Current Transfer Ratio
2. 输入输出特性与普通 三极管 相似 , 电流传输比 Ic/IF 比三极管 “ β ” 小 ;
3. 可在线性区,也可在开关状态。驱动电路中,一般工作在开关状态。
光耦的特点
1. 参数设计简单
2. 输出端需要隔离驱动电源
3. 驱动功率有限
磁耦合变压器隔离
磁耦合:用于传送较 低频 信号时 — 调制 / 解调
磁耦合的特点 :
1. 既可传递信号又可传递功率
2. 频率越高 , 体积越小 - 适合高频应用
双极性晶体管
最佳特性和波形
1. 开通时:基极电流有快速上升沿和 过冲 — 加速开通,减小开通损耗;
2. 导通期间:足够的基极电流,使 晶体管 任意负载饱和导通 — 低导通损耗;
关断前调整基极电流,使晶体管处于临界饱和导通 — 减小,关断快 ;
3. 关断瞬时:
足够、反向基极电流 — 迅速抽出基区剩余 载流子 ,减小;反偏截止电压,使 i c 迅速下降,减小。
恒流
恒定电路即基极电流恒定,功率管饱和导通。
恒流驱动优点:优点:电路简单;
恒流驱动缺点:轻载时深度饱和,关断时间长。
实质
开通:
1.驱动电压足够高,一般>10V;(减小 R DS(on))
2.足够的瞬态驱动电流,快的上升沿; (加速开通)
3 . 驱动电路内 阻抗 小。 ( 加速开通)
关断:
1. 足够的瞬态驱动电流,快的下降沿; ( 加速关断)
2. 驱动电路内阻抗小。 ( 加速关断)
3. 驱动加 负压 。 ( 防止误导通)
应用
LED的应用离不开它所需要的驱动控制电路,通过驱动电路来获得良好而平稳的电流,使LED显示更加均匀、漂亮,满足各种场合的应用要求。