基于MOSFET設(shè)計優(yōu)化的功率驅(qū)動電路

由圖3可知，當(dāng)MOSFET處于飽和區(qū)并且IDID0時，隨溫度的變化是正溫度系數(shù)，而ID>ID0時，ID隨溫度的變化是負(fù)溫度系數(shù)。因為MOSFET是由很多小的單元組成，當(dāng)IDID0且處于飽和區(qū)時，如果部分單元溫度偏高，那么這些單元會趨向流過更多的電流，繼而溫度會更高，因此這是一個正反饋過程，MOSFET最終會因為局部過熱而損壞。由于功率MOSFET在開通和關(guān)斷的過程中是工作在飽和區(qū)，因此應(yīng)提高開關(guān)速度，縮短這樣的熱不穩(wěn)定過程。

3 應(yīng)用電路實例分析
在實際的驅(qū)動電路設(shè)計過程中采用控制芯片MC33035驅(qū)動，PWM在下橋臂。當(dāng)MOSFET管IRF250關(guān)斷時，柵極通過電阻R6和MC33035的下驅(qū)
動對地直接放電。由于MOSFET管在關(guān)斷時電流迅速減小，回在PCB和電流檢測電阻的寄生電感上產(chǎn)生感應(yīng)電勢，感應(yīng)電勢的大小，方向如紅線所示。這樣會使MOSFET管的源極和MC33035驅(qū)動的參考電壓發(fā)生相對變化，這種變化降低了MC33035相對于IRF250管源極的的驅(qū)動電壓，從而降低了驅(qū)動能力，使關(guān)斷速度變慢。

在實際電路測得、以及MC33035的輸出波形圖中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)VGS低于某一數(shù)值之后，由于反電勢的影響，驅(qū)動線路已經(jīng)幾乎不能通過電阻R6給柵極提供放電電流，導(dǎo)致MOSFET的關(guān)斷變慢。同時分別在在不同的開關(guān)頻率下，檢測MOSFET管的發(fā)熱情況。可以從數(shù)據(jù)中總結(jié)出，在慢速開關(guān)情況下MOSFET的局部溫度要高于快速開關(guān)情況下的溫度，過慢的開關(guān)速度會導(dǎo)致MOSFET因局部溫度過高而提前失效。

4 結(jié)束語
通過具體電路的實驗，可以總結(jié)出過慢的開關(guān)頻率會增加MOSFET的開關(guān)損耗，同時由于柵極RC網(wǎng)絡(luò)延遲和MOSFET本身的熱不穩(wěn)定性產(chǎn)生局部過熱，使MOSFET提前失效。過快的開關(guān)速度產(chǎn)生較大的導(dǎo)通的浪涌電流以及開關(guān)躁聲及電壓尖峰。設(shè)計驅(qū)動線路和PCB布線時，減小主回路PCB和電流檢測電阻的寄生電感對開關(guān)波形的影響，布線時應(yīng)使大電流環(huán)路盡量小并且使用較寬的走線。