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功率MOSFET管驱动变压器设计
[发布时间]:2012年10月15日 [来源]: [点击率]:6782
【导读】: 对具有驱动变压器的功率MOSFET管驱动电路的动态过程进行了分析,推导了驱动变压器设计参数(绕组电流有效值,变压器功率)的计算方法,定量分析了变压器漏感和电路杂散电感对开通过程的影响,并通过仿真和...


栅极电流:   (8)
栅极电阻R3电流:i1(t)≈0                                          (9)
栅极串联电阻R1电流:                (10)
电路瞬时功率:
               (11)
上升时间:tr=2.2τ=2.2R1Ciss                                         (12)
忽略三极管Q1饱和导通管压降0.2V,MOSFET管关断过程的等效电路如图4。
关断过程即可看做零输入响应过程,栅极电压U1,主要元件依然是R1,Ciss(由于R3>>R1,忽略电阻R3),基本是开通的逆过程,因此,变压器输出电流有效值[4]:
     (13)

式中,I—变压器输出电流有效值,A;f—驱动信号频率,Hz
变压器功率:                        (14)
通过分析,由式(12)可知,减少上升时间tr的办法是减少R1,但式(13)(14)表明,代价是增大了输出电流有效值和变压器功率;提高频率和驱动电压将导致电流有效值和变压器功率增加。
线路分布参数包括变压器漏感,内阻r,以及导线引起的寄生电感等,随着工作频率提高,分布参数影响逐渐明显。相对于内阻r,分布电感对动特性影响更为显著,考虑变压器漏感和线路杂散电感Ls后MOSFET管开通过程的等效电路如图5(忽略电阻R3)。
系统时域方程:
                (15)
传递函数:  (16)
特征方程:LsCiss·S?2+R1Ciss·s+1=0                          (17)
特征方程根:(极点)(18)
由式(18),对于阶跃输入[5]
1)时,系统临界振荡。此时,
Ls=0.25CissR12                                   (19)
2)时,系统振荡收敛。此时,
Ls>0.25CissR12                                (20)
此时,自然频率(无阻尼震荡频率):
                                 (21)

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