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high-side mosfet驱动问题

下图为一个驱动高端MOSFET的驱动电路,通过专用的驱动光耦完成。

目前的问题就是目前的方案驱动电流太小,只有uA级别,MOSFET开通过程太慢很容易炸管,具体表现在一开机MOSFET就炸。

现有几个问题需要明确;
1. MOSFET
的驱动电压需要大于12V,最好15V

2. 驱动电流需要安培级别的,至少也要百mA级的,否则MOSFET开启速度过慢。

3. 必须为隔离驱动,驱动前的电路需要与MOSFET连接的功率电路隔离开。

4. 电路为直流应用(MOSFET开通后在额定工作条件下不会关断,超过额定电流按照I2T反时限关断),目前只能想到光耦器件;如果是交流应用就简单了何以使用驱动变压器。

主要是以上几个重点问题,有没有什么比较好的解决方案,电路越简单越好。

如有详细成熟方案能够分享可以联系qq:252l56九62,有酬劳感谢。

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contral
LV.2
2
2012-10-18 09:17
图片在这里 
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ymyangyong
LV.12
3
2012-10-18 11:51
@contral
图片在这里[图片] 
可以用内置图腾柱的TLP250等驱动型光耦做隔离驱动,驱动部分浮地供电。
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fly
LV.9
4
2012-10-18 12:09
@contral
图片在这里[图片] 
光藕输出端没有电源吗?可以在驱动前加个图腾柱。
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bode
LV.9
5
2012-10-18 18:03
用变压器隔离驱动,或者用IR2110推动都可以。
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contral
LV.2
6
2012-10-18 18:39
@ymyangyong
可以用内置图腾柱的TLP250等驱动型光耦做隔离驱动,驱动部分浮地供电。
确实这么考虑过,但tlp250的输出如何浮地供电,当时没有考虑清楚,这个是需要专门的芯片吗,能推荐一个参考电路吗,谢谢。
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contral
LV.2
7
2012-10-18 18:42
@fly
光藕输出端没有电源吗?可以在驱动前加个图腾柱。

目前的光耦确实输出没有电源,所以驱动能力太弱,但这个方案也是最简单的。

应该是在驱动后加个图腾柱吧?这个图腾柱怎么供电?驱动必须浮地供电。

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contral
LV.2
8
2012-10-18 18:53
@bode
用变压器隔离驱动,或者用IR2110推动都可以。
变压器隔离驱动用在PWM中或者说交流状态比较合适,可这个是连续驱动的模式,没法用变压器吧,所以我用光耦
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fly
LV.9
9
2012-10-18 18:55
@contral
目前的光耦确实输出没有电源,所以驱动能力太弱,但这个方案也是最简单的。应该是在驱动后加个图腾柱吧?这个图腾柱怎么供电?驱动必须浮地供电。

你的MOS侧没有电源的话,那MOS所需的驱动能量哪里来??除非变压器驱动,而你这里又不能用。

图腾柱供电要与MOS侧共地。

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contral
LV.2
10
2012-10-19 08:54
@fly
你的MOS侧没有电源的话,那MOS所需的驱动能量哪里来??除非变压器驱动,而你这里又不能用。图腾柱供电要与MOS侧共地。

1. 就是光耦自身微弱的驱动能力,只有几十uA级别的驱动电流,驱动能力不够。

2. 所以为了增大驱动电流,和隔离要求,找到了输出具有图腾结构的光耦,类似3帖说的。但是由于需要浮地供电,供电问题又不知道怎么解决

 

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ymyangyong
LV.12
11
2012-10-19 09:50
@contral
1.就是光耦自身微弱的驱动能力,只有几十uA级别的驱动电流,驱动能力不够。2.所以为了增大驱动电流,和隔离要求,找到了输出具有图腾结构的光耦,类似3帖说的。但是由于需要浮地供电,供电问题又不知道怎么解决[图片] 

1、输入控制信号电流太小(ua级)的话还要先放大一下。

2、驱动供电要用单独电源,它的地接MOS源极,跟输入侧隔离。

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contral
LV.2
12
2012-10-19 11:01
@ymyangyong
1、输入控制信号电流太小(ua级)的话还要先放大一下。2、驱动供电要用单独电源,它的地接MOS源极,跟输入侧隔离。

1. 由于光耦输出需要驱动功率MOSFET,这个MOSFET的驱动电压在12~15V之间,能满足输出电流在几十mA,并且输出电压在12~15V的驱动光耦我没有找到,你知道哪些合适的光耦麻烦推荐下。

2. 由于隔离要求,上图光耦输出供电需要VDD通过变换得来,MOSFET导通后,MOSFET的栅极电压始终要高于VDD 12~15V,很麻烦。

3 . 另外有没有一种芯片输入对GND为15V,输出可以浮地输出15V,实际上就是输出对输入的一个电压搬移,

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ymyangyong
LV.12
13
2012-10-19 12:03
@contral
1.由于光耦输出需要驱动功率MOSFET,这个MOSFET的驱动电压在12~15V之间,能满足输出电流在几十mA,并且输出电压在12~15V的驱动光耦我没有找到,你知道哪些合适的光耦麻烦推荐下。2.由于隔离要求,上图光耦输出供电需要VDD通过变换得来,MOSFET导通后,MOSFET的栅极电压始终要高于VDD12~15V,很麻烦。3.另外有没有一种芯片输入对GND为15V,输出可以浮地输出15V,实际上就是输出对输入的一个电压搬移,
一般栅级驱动型光耦都可以支持输出电压12~15V。因为你的应用可能为直流慢开关应用,所以变压器隔离驱动和自举供电方式都不太适合。后级驱动要单独供电,要么在电源变压器处设计隔离供电绕组,要么加一个隔离输出的dc/dc供电电源。
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2012-10-19 12:12
@contral
变压器隔离驱动用在PWM中或者说交流状态比较合适,可这个是连续驱动的模式,没法用变压器吧,所以我用光耦
看了大家讨论的方案,是否可以换个角度,把MOS管看成IGBT(驱动的原理基本一样),使用IGBT的驱动器来驱动,可以解决隔离和输出电压的问题了,不过方案的成本上有待考虑!
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contral
LV.2
15
2012-10-19 13:53
@ymyangyong
一般栅级驱动型光耦都可以支持输出电压12~15V。因为你的应用可能为直流慢开关应用,所以变压器隔离驱动和自举供电方式都不太适合。后级驱动要单独供电,要么在电源变压器处设计隔离供电绕组,要么加一个隔离输出的dc/dc供电电源。

是你说的这种情况,隔离变压器和自举都无法使用。

拿TLP250来说,MOS关断时,光耦的VCC(8)-GND(5)为12V;MOS开通后光耦的GND(5)就会上浮一个电压VDD(MOSFET的漏极电压),同样光耦的VCC(8)也要同步上浮一个VDD,这种供电方式有隔离式dc/dc能满足吗


  

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ymyangyong
LV.12
16
2012-10-19 14:55
@contral
是你说的这种情况,隔离变压器和自举都无法使用。拿TLP250来说,MOS关断时,光耦的VCC(8)-GND(5)为12V;MOS开通后光耦的GND(5)就会上浮一个电压VDD(MOSFET的漏极电压),同样光耦的VCC(8)也要同步上浮一个VDD,这种供电方式有隔离式dc/dc能满足吗[图片]  

 隔离式dc/dc可以提供随接地点浮动的供电电压,能实现你所说的要求。也可考虑一下用PMOS的方案,供电方面好处理得多(如下图)。源极直接接vdd,光耦对地控制栅极电位,可用普通型光耦,只是驱动能力会小一些。能说说输出电压、电流、时延等的要求吗?

   

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contral
LV.2
17
2012-10-20 17:09
@ymyangyong
 隔离式dc/dc可以提供随接地点浮动的供电电压,能实现你所说的要求。也可考虑一下用PMOS的方案,供电方面好处理得多(如下图)。源极直接接vdd,光耦对地控制栅极电位,可用普通型光耦,只是驱动能力会小一些。能说说输出电压、电流、时延等的要求吗?[图片]   

VDD差不多比你上图的VDD高一点;

MOSFET开通时的电流有50A以上,时延最好不超过1ms,需要us量级的

由于上面的要求,PMOS可能不太合适,内阻大,价格贵

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ymyangyong
LV.12
18
2012-10-20 18:05
@contral
VDD差不多比你上图的VDD高一点;MOSFET开通时的电流有50A以上,时延最好不超过1ms,需要us量级的由于上面的要求,PMOS可能不太合适,内阻大,价格贵

输出电流很大,那还是用原方案吧。DC/DC隔离降压电源模块应该有成品,可以在TB上找一下

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oppo121
LV.1
19
2013-11-17 15:36
@contral
是你说的这种情况,隔离变压器和自举都无法使用。拿TLP250来说,MOS关断时,光耦的VCC(8)-GND(5)为12V;MOS开通后光耦的GND(5)就会上浮一个电压VDD(MOSFET的漏极电压),同样光耦的VCC(8)也要同步上浮一个VDD,这种供电方式有隔离式dc/dc能满足吗[图片]  
使用一个隔离电源不可以么?
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