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high-side mosfet驅動問題

下圖為一個驅動高端MOSFET的驅動電路,通過專用的驅動光耦完成。

目前的問題就是目前的方案驅動電流太小,只有uA級別,MOSFET開通過程太慢很容易炸管,具體表現在一開機MOSFET就炸。

現有幾個問題需要明確;
1. MOSFET
的驅動電壓需要大于12V,最好15V

2. 驅動電流需要安培級別的,至少也要百mA級的,否則MOSFET開啟速度過慢。

3. 必須為隔離驅動,驅動前的電路需要與MOSFET連接的功率電路隔離開。

4. 電路為直流應用(MOSFET開通后在額定工作條件下不會關斷,超過額定電流按照I2T反時限關斷),目前只能想到光耦器件;如果是交流應用就簡單了何以使用驅動變壓器。

主要是以上幾個重點問題,有沒有什么比較好的解決方案,電路越簡單越好。

如有詳細成熟方案能夠分享可以聯系qq:252l56九62,有酬勞感謝。

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contral
LV.2
2
2012-10-18 09:17
圖片在這里 
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ymyangyong
LV.12
3
2012-10-18 11:51
@contral
圖片在這里[圖片] 
可以用內置圖騰柱的TLP250等驅動型光耦做隔離驅動,驅動部分浮地供電。
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fly
LV.9
4
2012-10-18 12:09
@contral
圖片在這里[圖片] 
光藕輸出端沒有電源嗎?可以在驅動前加個圖騰柱。
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bode
LV.9
5
2012-10-18 18:03
用變壓器隔離驅動,或者用IR2110推動都可以。
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contral
LV.2
6
2012-10-18 18:39
@ymyangyong
可以用內置圖騰柱的TLP250等驅動型光耦做隔離驅動,驅動部分浮地供電。
確實這么考慮過,但tlp250的輸出如何浮地供電,當時沒有考慮清楚,這個是需要專門的芯片嗎,能推薦一個參考電路嗎,謝謝。
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contral
LV.2
7
2012-10-18 18:42
@fly
光藕輸出端沒有電源嗎?可以在驅動前加個圖騰柱。

目前的光耦確實輸出沒有電源,所以驅動能力太弱,但這個方案也是最簡單的。

應該是在驅動后加個圖騰柱吧?這個圖騰柱怎么供電?驅動必須浮地供電。

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contral
LV.2
8
2012-10-18 18:53
@bode
用變壓器隔離驅動,或者用IR2110推動都可以。
變壓器隔離驅動用在PWM中或者說交流狀態比較合適,可這個是連續驅動的模式,沒法用變壓器吧,所以我用光耦
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fly
LV.9
9
2012-10-18 18:55
@contral
目前的光耦確實輸出沒有電源,所以驅動能力太弱,但這個方案也是最簡單的。應該是在驅動后加個圖騰柱吧?這個圖騰柱怎么供電?驅動必須浮地供電。

你的MOS側沒有電源的話,那MOS所需的驅動能量哪里來??除非變壓器驅動,而你這里又不能用。

圖騰柱供電要與MOS側共地。

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contral
LV.2
10
2012-10-19 08:54
@fly
你的MOS側沒有電源的話,那MOS所需的驅動能量哪里來??除非變壓器驅動,而你這里又不能用。圖騰柱供電要與MOS側共地。

1. 就是光耦自身微弱的驅動能力,只有幾十uA級別的驅動電流,驅動能力不夠。

2. 所以為了增大驅動電流,和隔離要求,找到了輸出具有圖騰結構的光耦,類似3帖說的。但是由于需要浮地供電,供電問題又不知道怎么解決

 

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ymyangyong
LV.12
11
2012-10-19 09:50
@contral
1.就是光耦自身微弱的驅動能力,只有幾十uA級別的驅動電流,驅動能力不夠。2.所以為了增大驅動電流,和隔離要求,找到了輸出具有圖騰結構的光耦,類似3帖說的。但是由于需要浮地供電,供電問題又不知道怎么解決[圖片] 

1、輸入控制信號電流太小(ua級)的話還要先放大一下。

2、驅動供電要用單獨電源,它的地接MOS源極,跟輸入側隔離。

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contral
LV.2
12
2012-10-19 11:01
@ymyangyong
1、輸入控制信號電流太小(ua級)的話還要先放大一下。2、驅動供電要用單獨電源,它的地接MOS源極,跟輸入側隔離。

1. 由于光耦輸出需要驅動功率MOSFET,這個MOSFET的驅動電壓在12~15V之間,能滿足輸出電流在幾十mA,并且輸出電壓在12~15V的驅動光耦我沒有找到,你知道哪些合適的光耦麻煩推薦下。

2. 由于隔離要求,上圖光耦輸出供電需要VDD通過變換得來,MOSFET導通后,MOSFET的柵極電壓始終要高于VDD 12~15V,很麻煩。

3 . 另外有沒有一種芯片輸入對GND為15V,輸出可以浮地輸出15V,實際上就是輸出對輸入的一個電壓搬移,

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ymyangyong
LV.12
13
2012-10-19 12:03
@contral
1.由于光耦輸出需要驅動功率MOSFET,這個MOSFET的驅動電壓在12~15V之間,能滿足輸出電流在幾十mA,并且輸出電壓在12~15V的驅動光耦我沒有找到,你知道哪些合適的光耦麻煩推薦下。2.由于隔離要求,上圖光耦輸出供電需要VDD通過變換得來,MOSFET導通后,MOSFET的柵極電壓始終要高于VDD12~15V,很麻煩。3.另外有沒有一種芯片輸入對GND為15V,輸出可以浮地輸出15V,實際上就是輸出對輸入的一個電壓搬移,
一般柵級驅動型光耦都可以支持輸出電壓12~15V。因為你的應用可能為直流慢開關應用,所以變壓器隔離驅動和自舉供電方式都不太適合。后級驅動要單獨供電,要么在電源變壓器處設計隔離供電繞組,要么加一個隔離輸出的dc/dc供電電源。
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2012-10-19 12:12
@contral
變壓器隔離驅動用在PWM中或者說交流狀態比較合適,可這個是連續驅動的模式,沒法用變壓器吧,所以我用光耦
看了大家討論的方案,是否可以換個角度,把MOS管看成IGBT(驅動的原理基本一樣),使用IGBT的驅動器來驅動,可以解決隔離和輸出電壓的問題了,不過方案的成本上有待考慮!
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contral
LV.2
15
2012-10-19 13:53
@ymyangyong
一般柵級驅動型光耦都可以支持輸出電壓12~15V。因為你的應用可能為直流慢開關應用,所以變壓器隔離驅動和自舉供電方式都不太適合。后級驅動要單獨供電,要么在電源變壓器處設計隔離供電繞組,要么加一個隔離輸出的dc/dc供電電源。

是你說的這種情況,隔離變壓器和自舉都無法使用。

拿TLP250來說,MOS關斷時,光耦的VCC(8)-GND(5)為12V;MOS開通后光耦的GND(5)就會上浮一個電壓VDD(MOSFET的漏極電壓),同樣光耦的VCC(8)也要同步上浮一個VDD,這種供電方式有隔離式dc/dc能滿足嗎


  

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ymyangyong
LV.12
16
2012-10-19 14:55
@contral
是你說的這種情況,隔離變壓器和自舉都無法使用。拿TLP250來說,MOS關斷時,光耦的VCC(8)-GND(5)為12V;MOS開通后光耦的GND(5)就會上浮一個電壓VDD(MOSFET的漏極電壓),同樣光耦的VCC(8)也要同步上浮一個VDD,這種供電方式有隔離式dc/dc能滿足嗎[圖片]  

 隔離式dc/dc可以提供隨接地點浮動的供電電壓,能實現你所說的要求。也可考慮一下用PMOS的方案,供電方面好處理得多(如下圖)。源極直接接vdd,光耦對地控制柵極電位,可用普通型光耦,只是驅動能力會小一些。能說說輸出電壓、電流、時延等的要求嗎?

   

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contral
LV.2
17
2012-10-20 17:09
@ymyangyong
 隔離式dc/dc可以提供隨接地點浮動的供電電壓,能實現你所說的要求。也可考慮一下用PMOS的方案,供電方面好處理得多(如下圖)。源極直接接vdd,光耦對地控制柵極電位,可用普通型光耦,只是驅動能力會小一些。能說說輸出電壓、電流、時延等的要求嗎?[圖片]   

VDD差不多比你上圖的VDD高一點;

MOSFET開通時的電流有50A以上,時延最好不超過1ms,需要us量級的

由于上面的要求,PMOS可能不太合適,內阻大,價格貴

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ymyangyong
LV.12
18
2012-10-20 18:05
@contral
VDD差不多比你上圖的VDD高一點;MOSFET開通時的電流有50A以上,時延最好不超過1ms,需要us量級的由于上面的要求,PMOS可能不太合適,內阻大,價格貴

輸出電流很大,那還是用原方案吧。DC/DC隔離降壓電源模塊應該有成品,可以在TB上找一下

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oppo121
LV.1
19
2013-11-17 15:36
@contral
是你說的這種情況,隔離變壓器和自舉都無法使用。拿TLP250來說,MOS關斷時,光耦的VCC(8)-GND(5)為12V;MOS開通后光耦的GND(5)就會上浮一個電壓VDD(MOSFET的漏極電壓),同樣光耦的VCC(8)也要同步上浮一個VDD,這種供電方式有隔離式dc/dc能滿足嗎[圖片]  
使用一個隔離電源不可以么?
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