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推挽拓扑MOSFET管

(2017-05-16 15:20:51)
标签:

mosfet

推挽电路

变压器

分类: MOS管
在推挽拓扑中使用 MOSFET 管,可以大大减少变压器 的磁通不平衡问题。变压器在半周期内施加的伏秒数不等于另半周期内施加的伏秒数 ,变压器磁心就会向一个方向磁化 。经过多个周期以后 ,磁心巳远离磁化曲 线中心点并达到饱和 ,不能再承受电源电压,导致开关频率管接栅极驱动损坏。
基于以下两个原因 ,MOSFET管可以减少推挽拓扑中磁通不平衡问题 。首先,MOSFET 管没有存储时间 ,在交 替的半周期内,对于相等的栅极导通次数 ,漏极电压导通次数总是相等 。因此在交替的半周期中施加到变压器上的伏在j数相等。对于双极型晶体管 ,由于存储时间的不相甲等 ,在交替的半周期中伏秒数也不相等 。第 二 ,对于MOSFET管,rds的正温度系数形成的负反馈阻止了磁通不平衡问题的产生 。如果存在一定的 不平衡磁通 ,磁心就会沿着磁化曲线向上移动 ,从而产生了磁化电流 。因此半周期内的总电 流比另一个半周期内的总电流要大 但 MOSFET 管在更大的尖峰 电流作用下,发热会增加 ,它的 rds 增大,导通压降也增大 。这个增大的压降导致半初级电压被消耗一部分,造成伏秒数下降 ,磁心又向磁化曲线的中心复位  
上面两个效应都试图阻止严重的磁通不平衡的发生 。但是这两种效应不能保证在所有功 率等级、温度和磁心材料的情况 F都产生效果 。通常解决磁通不平衡问题的办法是使用电流 模式拓扑 。但如果因为某种原因不能用电流模式拓扑 ,就可以使用由 MOSFET管构成的传统的推挽电路来解决磁通不平衡问题 ,功率等级可以达150W,很多设计人员 已经成功地运用了这个方案。
由 MOSFET 管构成的推挽电路的优点 ,如图所示。这个简单的结构可以彻底消除由于 rds 不同带来的剩余磁通不平衡 。当磁通不平衡时,一个晶体管的电流将大于另个晶体管的功耗电流  。具有更大电流的 MOSFET 管将产生更大的伏秒数 。
磁通不平衡也可以通过将一个依靠经验选择的小电阻 rbs  串连到有较大电流的 MOSFET管栅极来校正 ,电路如图所示。通过该电阻与输入电容形成的积分效应使栅极导通脉冲 的前沿变陡,使等效脉宽变窄 ,达到两边伏秒数相等的效果 ,并在交替的周期中调整尖峰电 流相等。
当电阻确定下来,就独立地校正尖峰电流不平衡 ,而不受温度 、供电电压和负载电流 的影响。但是一些方案 
 不允许用经验测试的方法去选择元器件。这个电路惟一的缺陷就是当其中任何一个开关管更换后 ,必须通过新的测试来选择电阻 。在没有相应的测试设 备时,就无法使用这个方案 。
基于 MOSFET 管推挽电路的磁通不平衡校正电路 。选择一个经验电阻串联接入有更大尖峰电流的 MOSFET 管栅极。强制使流经Ql 和 Q2 的电流正好相等。它是通过积分效应使栅极驱动脉冲变窄, 强制使变压器每半个周期的伏秒数相等做到这一点的。

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