功率MOSFET在正激式驱动电路中的应用简析

功率器件MOSFET目前在一些大功率电源以及特殊型号电源的设计中是比较常见的，而对于新人工程师来说，牢固掌握MOSFET在不同驱动电路中的应用方式，能够对日后的产品研发和设计工作起到良好的辅助作用。本文将会就功率MOSFET在正激式驱动电路中的应用情况，展开简单总结和分析。

作为一种比较常见的驱动电路，正激式驱动电路多见于大型电源的电路设计中，应用了MOSFET的典型正激式驱动电路原理图如下图图1所示。从图1所给出的电路系统中可以看到，N3为去磁绕组，S2为所驱动的功率管。R2为防止功率管栅极、源极端电压振荡的一个阻尼电阻。因变压器漏感较小，且从速度方面考虑，一般R2较小，故在分析中忽略不计。

图1 MOSFET正激式驱动电路

图1所展示的这种应用了MOSFET的正激式驱动电路，其工作过程中的波形可以分为两种情况，一种为去磁绕组导通的情况，具体波形见下图图2（a）。另外一种为去磁绕组不导通的情况，其具体波形见下图图2（b）。

（a）去磁绕组导通

（b）去磁绕组不导通
图2 正激式驱动电路工作波形

这种应用了功率器件MOSFET的正激式驱动电路，在设计过程中所常用到的等值电路设计图如下图图3所示。可以看到，在图3所给出的这一等值电路中脉冲变压器的副边并联一电阻R1，它做为正激式变换器的假负载，用于消除关断期间输出电压发生振荡而错误导通的情况。这种正激式驱动电路不加假负载时的实验波形如下图图4所示。同时，R1还可作为功率MOSFET关断时的能量泄放回路。该驱动电路的导通速度主要与被驱动的2S栅、源极等效输入电容的大小、S1的驱动信号的速度以及S1所能提供的电流大小有关。由仿真及分析可知，占空比D越小、R1越大、L越大，磁化电流越小，UI值越小，关断速度越慢。

图3 正激式驱动电路等值电路图

图4 正激式驱动不加假负载时的实验波形

在实际的测试和应用过程中，这种利用MOSFET所设计的正激式驱动电路具有多种优点，最大的优势在于这种电路结构是非常简单可靠的，可帮助工程师用最简单的方式实现隔离驱动。除此之外，这一电路结构由于使用的是MOSET进行驱动，因此，只需单电源即可提供导通时正、关断时负压。同时，当占空比固定时，通过合理的参数设计，此驱动电路也具有较快的开关速度。下表表1所给出的是不同占空比时关断时间olft（驱动电压从10伏下降到0伏的时间）内变化情况。

表1 不同占空比时toff的变化情况

但需要注意的是，这种利用MOSFET进行驱动的正激式驱动电路在实际使用过程中也存在两个缺点，一是由于隔离变压器副边需要一个假负载防震荡，所以该电路的损耗较大，需要采用一些方法尽量降低损耗。二是当占空比变化时关断速度变化加大。脉宽较窄时，由于是贮存的能量减少导致MOSFET栅极的关断速度变慢。