电源设计小贴士 42：可替代集成MOSFET的分立器件
发布时间：2012-11-26 10:21
发布者：看门狗
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作者：Robert Kollman，德州仪器 (TI) 在电源设计中，工程师通常会面临控制 IC 驱动电流不足的问题，或者面临由于栅极驱动损耗导致控制 IC 功耗过大的问题。为缓解这一问题，工程师通常会采用外部驱动器。半导体厂商（包括 TI 在内）拥有现成的 MOSFET 集成电路驱动器解决方案，但这通常不是成本最低的解决方案。通常会选择价值几美分的分立器件。 
图 1 简单的缓冲器可驱动2 Amps 以上的电流。 图 1 中的示意图显示了一个 NPN/PNP 发射跟随器对，其可用于缓冲控制 IC 的输出。这可能会增加控制器的驱动能力并将驱动损耗转移至外部组件。许多人都认为该特殊电路无法提供足够的驱动电流。 如图 2 hfe 曲线所示，通常厂商都不会为这些低电流器件提供高于 0.5A 的电流。但是，该电路可提供大大高于 0.5A 的电流驱动，如图 1 中的波形所示。就该波形而言，缓冲器由一个 50Ω 源驱动，负载为一个与1Ω 电阻串联的0.01 uF 电容。该线迹显示了1Ω 电阻两端的电压，因此每段接线柱上的电流为 2A。该数字还显示MMBT2222A 可以提供大约 3A 的电流，MMBT3906 吸收 2A 的电流。 事实上，晶体管将与其组件进行配对（MMBT3904 用于 3906，MMBT2907 用于2222）。这两个不同的配对仅用于比较。这些器件还具有更高的电流和更高的hfe, 如 FMMT618/718 对，其在 6 A 电流时具有 100 的hfe（请参见图 2）。与集成驱动器不同，分立器件是更低成本的解决方案，且有更高的散热和电流性能。 
图 2 诸如FMMT618的更高电流驱动器可增强驱动能力（最高：MMBT3904 / 最低：FMMT618). 图3 显示了一款可使您跨越隔离边界的简单缓冲器变量情况。一个信号电平变压器由一个对称双极驱动信号来驱动。变压器次级绕组用于生成缓冲器电力并为缓冲器提供输入信号。二极管 D1 和 D2 对来自变压器的电压进行调整，而晶体管 Q1 和 Q2 则用于缓冲变压器输出阻抗以提供大电流脉冲，从而对连接输出端的 FET 进行充电和放电。该电路效率极高且具有 50% 的占空比输入（请参见图 3 中较低的驱动信号），因为其将驱动 FET 栅极为负并可提供快速开关，从而最小化开关损耗。这非常适用于相移全桥接转换器。 如果您打算使用一个小于 50% 的上方驱动波形（请参见图 3），那么就要使用缓冲变压器。这样做有助于避免由于转换振铃引起的任意开启 EFT。一次低电平到零的转换可能会引起漏电感和次级电容，从而引发振铃并在变压器外部产生一个正电压。 
图 3 利用几个部件您就可以构建一款独立驱动器 总之，分立器件可以帮助您节约成本。价值大约 0.04 美元的分立器件可以将驱动器 IC 成本降低 10 倍。分立驱动器可提供超过2A 的电流并且可以使您从控制 IC 中获得电力。此外，该器件还可去除控制 IC 中的高开关电流，从而提高稳压和噪声性能。 下次我们将继续讨论简单的 FET 栅极驱动电路及同步整流器电路，敬请期待。 |
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