在電源設計中,工程師通常會面臨控制IC 驅動電流不足的問題,或者面臨由于柵極驅動損耗導致控制 IC 功耗過大的問題。為緩解這一問題,工程師通常會采用外部驅動器。半導體廠商(包括 TI 在內)擁有現成的 MOSFET 集成電路驅動器解決方案,但這通常不是成本最低的解決方案,工程師通常會選擇比較廉價的分立器件。
圖 1 簡單的緩沖器可驅動2 Amps 以上的電流。
圖 1 中的示意圖顯示了一個 NPN/PNP 發射跟隨器對,其可用于緩沖控制 IC 的輸出。這可能會增加控制器的驅動能力并將驅動損耗轉移至外部組件。許多人都認為該特殊電路無法提供足夠的驅動電流。
如圖 2 Hfe 曲線所示,通常廠商都不會為這些低電流器件提供高于 0.5A 的電流。但是,該電路可提供大大高于 0.5A 的電流驅動,如圖 1 中的波形所示。就該波形而言,緩沖器由一個 50Ω 源驅動,負載為一個與1Ω 電阻串聯的0.01 uF電容。該線跡顯示了1Ω 電阻兩端的電壓,因此每段接線柱上的電流為 2A。該數字還顯示MMBT2222A 可以提供大約 3A 的電流,MMBT3906 吸收 2A 的電流。
事實上,晶體管將與其組件進行配對(MMBT3904 用于 3906,MMBT2907 用于2222)。這兩個不同的配對僅用于比較。這些器件還具有更高的電流和更高的hfe, 如 FMMT618/718 對,其在 6 A 電流時具有 100 的hfe(請參見圖 2)。與集成驅動器不同,分立器件是更低成本的解決方案,且有更高的散熱和電流性能。
圖 2 諸如 FMMT618 的更高電流驅動器可增強驅動能力(最高:MMBT3904 / 最低:FMMT618).
圖 3 顯示了一款可使您跨越隔離邊界的簡單緩沖器變量情況。一個信號電平變壓器由一個對稱雙極驅動信號來驅動。變壓器次級繞組用于生成緩沖器電力并為緩沖器提供輸入信號。二極管 D1 和 D2 對來自變壓器的電壓進行調整,而晶體管 Q1 和 Q2則用于緩沖變壓器輸出阻抗以提供大電流脈沖,從而對連接輸出端的 FET 進行充電和放電。該電路效率極高且具有 50% 的占空比輸入(請參見圖 3 中較低的驅動信號),因為其將驅動 FET 柵極為負并可提供快速開關,從而最小化開關損耗。這非常適用于相移全橋接轉換器。
如果您打算使用一個小于 50% 的上方驅動波形(請參見圖 3),那么就要使用緩沖變壓器。這樣做有助于避免由于轉換振鈴引起的任意開啟 EFT。一次低電平到零的轉換可能會引起漏電感和次級電容,從而引發振鈴并在變壓器外部產生一個正電壓。
圖 3 利用幾個部件您就可以構建一款獨立驅動器
總之,分立器件可以幫助您節約成本。價值大約 0.04 美元的分立器件可以將驅動器 IC 成本降低 10 倍。分立驅動器可提供超過2A 的電流并且可以使您從控制 IC 中獲得電力。此外,該器件還可去除控制 IC 中的高開關電流,從而提高穩壓和噪聲性能。
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