门极驱动电路设计方法

一种利用并联mos管控制的驱动电路的制作方法一种利用并联mos管控制的驱动电路的制作方法，包括以下步骤：
1. 在第一节点和第三节点之间设置第三导线。

2. 在第三导线上串联第一控制电阻，将第一控制电阻与栅极和源极形成并联关系，以放掉由于米勒效应导致mos管漏极充给栅极的漏极电荷，从而直接避免整个驱动电路门极电压升高，防止mos管误导通。

3. 在第二节点和第四节点之间设置第四导线。

4. 在第四导线上串联瞬态二极管，从而将瞬态二极管与源极和地之间形成并联关系，以吸收由于开关切换产生的瞬态电压，防止mos管被击穿。

以上步骤仅供参考，建议咨询专业人士获取更准确的信息。

门极可关断晶闸管的驱动门极可关断晶闸管(GTO)可以用正门极电流开通和负门极电流关断。

在工作机理上，开通时与一般晶闸管基本相同，关断时则完全不一样。

因此需要具有特别的门极关断功能的门极驱动电路。

抱负的门极驱动电流波形如图2-29所示，驱动电流波形的上升沿陡度、波形的宽度和幅度、及下降沿的陡度等对GTO的特性有很大影响。

GTO门极驱动电路包括门极开通电路、门极关断电路和门极反偏电路。

对GTO 而言，门极掌握的关键是关断。

(1) 门极开通电路GTO的门极触发特性与一般晶闸管基本相同，驱动电路设计也基本全都。

要求门极开通掌握电流信号具有前沿陡、幅度高、宽度大、后沿缓的脉冲波形。

脉冲前沿陡有利于GTO的快速导通，一般dIGF/dt 为5～10A/μs；脉冲幅度高可实现强触发，有利于缩短开通时间，削减开通损耗；脉冲有足够的宽度则可保证阳极电流牢靠建立；后沿缓一些可防止产生振荡。

(2) 门极关断电路已导通的GTO用门极反向电流来关断，反向门极电流波形对GTO 的平安运行有很大影响。

要求关断掌握电流波形为前沿较陡、宽度足够、幅度较高、后沿平缓。

一般关断脉冲电流的上升率dIGR/dt取10～50A/μs，这样可缩短关断时间，削减关断损耗，但dIGR/dt过大时会使关断增益下降，通常的关断增益为3～5，可见关断脉冲电流要达到阳极电流的1/5～1/3，才能将GTO关断。

当关断增益保持不变，增加关断掌握电流幅值可提高GTO的阳极可关断力量。

关断脉冲的宽度一般为120μs左右。

图1 抱负的GTO门极驱动电流波形(3) 门极反偏电路由于结构缘由，GTO与一般晶闸管相比承受du/dt的力量较差，如阳极电压上升率较高时可能会引起误触发。

为此可设置反偏电路，在GTO正向阻断期间于门极上施加负偏压，从而提高电压上升率du/dt 的力量。

门极驱动板原理说明香港地铁门极驱动板主要为逆变器IGBT模块提供各IGBT管的门极驱动电路，并为IGBT管提供故障检测功能。

该板由三相完全相同的电路组成（R相，S相，T相），每一相有A、B两路分别对应每一相的上管与下管。

下面取其中一相（T相）进行说明：T相电路主要由三个功能块构成：1. 门极驱动板电源电路；为门极驱动提供电源。

2. 门极驱动板脉冲分配电路；控制T相上管与下管的开通关断时间，死区时间及最小导通时间等。

3. 门极驱动板故障检测电路。

当某管通过电流过大时能及时检测到，并采取对该管的保护措施。

下面分别对以上三个功能进行详细描述：1.门极驱动板电源电路门极驱动板电源电路主要为IGBT管提供+15V及-6V的门极导通，关断电源，同时也为门极驱动板上各芯片提供工作电源。

该板通过变压器T21及T22实现高压端与低压端的隔离，其中变压器T21的次边电路为TB管提供电源，变压器T22的次边电路为TA管提供电源。

由于变压器T21的次边电路与变压器T22的次边电路完全相同，所以就以变压器T21的原边及次边电路为例进行说明：1.1 门极驱动板变压器T21的原边端电路（即低电压端电路）该电路如图1所示：图1该电路主要由PWM 控制器D15，场效应管驱动器N13及场效应管V10,V11构成，为变压器次边提供电源。

当D15芯片(PWM 控制器)的15脚输入+15V 电压时，此芯片开始工作，在其输出口11脚（OUTA ）与14脚(OUTB)产生如图2所示电压波形：图2电容C123，C124上的电压通过变压器T21，T22的原边及场效应管V11放电。

当OUTB(D15-14)脚输出高电平时, 场效应管驱动器 N13-5脚输出低电平，场效应管V10导通；此时OUTA(D15-11)脚输出低电平，场效应管V11关断。

15V 电压通过场效应管V10，变压器T21，T22的原边对电容C123,C124进行充电。

OUTA 与OUTB 间的死区时间T 用于防止场效应管V10，V11的同时导通。

门极可关断晶闸管GTO驱动电路1.电力电子器件驱动电路简介电力电子器件的驱动电路是指主电路与控制电路之间的接口，可使电力电子器件工作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减小开关损耗，对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义。

一些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现。

驱动电路的基本任务：按控制目标的要求施加开通或关断的信号；对半控型器件只需提供开通控制信号；对全控型器件则既要提供开通控制信号；又要提供关断控制信号。

门极可关断晶闸管简称GTO, 是一种通过门极来控制器件导通和关断的电力半导体器件，它的容量仅次于普通晶闸管，它应用的关键技术之一是其门极驱动电路的设计。

门极驱动电路设计不好，常常造成GTO晶闸管的损坏，而门极关断技术应特别予以重视。

门极可关断晶闸管GTO的电压、电流容量较大，与普通晶闸管接近，因而在兆瓦级以上的大功率场合仍有较多的应用。

2.GTO驱动电路的设计要求由于GTO是电流驱动型，所以它的开关频率不高。

GTO驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电路和门极反偏电路三部分，可分为脉冲变压器耦合式和直接耦合式两种类型。

用理想的门极驱动电流去控制GTO 的开通和关断过程，以提高开关速度，减少开关损耗。

GTO要求有正值的门极脉冲电流，触发其开通；但在关断时，要求很大幅度的负脉冲电流使其关断。

因此全控器件GTO的驱动器比半控型SCR复杂。

门极电路的设计不但关系到元件的可靠导通和关断, 而且直接影响到元件的开关时间、开关损耗, 工作频率、最大重复可控阳极电流等一系列重要指标。

门极电路包括门极开通电路和门极关断电路。

GTO对门极开通电路的要求:GTO的掣住电流比普通晶闸管大得多, 因此在感性负载的情况下, 脉冲宽度要大大加宽。

此外, 普通晶闸管的通态压降比较小, 当其一旦被触发导通后, 触发电流可以完全取消, 但对于GTO, 即使是阻性负载, 为了降低其通态压降, 门极通常仍需保持一定的正向电流, 因此, 门极电路的功耗比普通品闸管的触发电路要大的多。

撒电机MICROMOTORS第52卷第12期2019年 12月Vol. 52. No. 12Dec. 2019SiC MOSFET 驱动及保护电路设计柳舟洲(西安微电机研究所，西安710077)摘 要：SiC MOSFET 器件具有高耐压、低导通电阻、高频等优良特性，工业应用中具有明显优势，发展快速。

本文首先阐述了 SiC MOSFET 主要特性，分析了驱动电路的特点，并给出了基于分立器件的驱动及保护电路设计。

基于CREE 公司最新第三代器件，设计了驱动电路，并通过双脉冲电路及桥臂直通电路测试验证所设计的SiC 器件门极驱动电路参数及短路保护电路参数的准确性和合理性。

关键词：SiC MOSFET ； |'1极参数；双脉冲测试；桥臂直通短路中图分类号：TP272 文献标志码：A 文章编号：1001-6848(2019)12-0070-04Design of SiC MOSFET Driver and Protect CircuitLIU Zhouzhou(Xi' an Micromotor Research Institute , Xi 1 an 710077 , China )Abstract : SiC MOSFET devices have high voltage , low on ・resistance , high frequency and other excellentcharacteristics. SiC MOSFET develops rapidly in industrial application with obvious advantages. The design of driving function circuit based on discrete devices were given. Based on the latest third generation devices ofCREEE , the driving circuit was designed. The accuracy of driving parameters and characteristics for gate driv ­ing circuit of SiC device were verified by double pulse circuit test and ami shoot through short circuit test. Key words : SiC MOSFET ； driving parameters ； double pulse circuit test ； arm shoot through short circuito 引言SiC （碳化硅）是一种由硅（Si ）和碳（C ）构成的宽禁带半导体材料，绝缘击穿场强是Si 的10倍，带隙 是Si 的3倍，被认为是一种超越Si 极限的功率器件用材料。

• 207•ELECTRONICS WORLD ・技术交流Buck 电路作为开关电源的基础拓扑电路，buck 开关管的驱动电路不能直接驱动，需要与输入电源地隔离，本文介绍了一种buck 驱动电路，采用自举电路，能应用在直流电压600V 的降压电路中。

拓展了buck 电路在高压输入非隔离降压电路中的应用。

1.引言在开关电源技术朝着高功率密度、高效率、小体积、低损耗的发展方向下下，buck 、boost 、buck-boost 电路作为基础拓扑电路，依然广泛应用在广大电路设计中。

buck 电路的开关管作为输入输出的降压的执行器件，其驱动电路需要与输入地隔离。

可以采用驱动变压器驱动，但稳定性、噪声、和延迟限制了广泛应用，一种浮动芯片驱动电路技术能解决buck 电路驱动，可靠性高、噪声低、延迟小（ns 级）。

2.相关电路2.1 buck电路buck 电路特性和驱动电路浮动驱动特点，进行如下分析：Buck 降压电路，采用较高的直流电压到较低的直流电压模式，即DC/DC 模式，输出电压低于输入电压。

Buck 电路拓扑结构框图如图1所示。

图1 Buck结构图2.3 浮动驱动电路驱动buck 电路功率管，使用IR2113高端门极驱动，低端悬空。

电路图如图3所示。

3.电路分析Buck 浮动驱动电路设计，通过IR2113把PWM 信号转换成浮地信号。

可以驱动输入电压至600V 的高压电路不共地的功率管，解决了buck 电路功率管开关不共地无法直接驱动的问题。

3.1 IR2113应用分析IR2113输入和输出共地，自举浮地的电容选型，可以选用低ESR 和低ESL 及温度特性好的钽电容。

VCC 和VB 之间加快速续流二极管。

芯片工作电压VDD 和驱动电压VCC 分别供电。

3.2 应用电路分析电源芯片产生PWM 信号，经过IR2113处理，产生浮动驱动信号，驱动高压端功率管开或者关闭，再通过外围电路，反馈给控制芯片，控制PWM 信号，进而实现降压（见图4）。

GTO驱动电路门极可关断晶闸管GTO驱动电路1.电⼒电⼦器件驱动电路简介电⼒电⼦器件的驱动电路是指主电路与控制电路之间的接⼝，可使电⼒电⼦器件⼯作在较理想的开关状态，缩短开关时间，减⼩开关损耗，对装置的运⾏效率、可靠性和安全性都有重要的意义。

⼀些保护措施也往往设在驱动电路中，或通过驱动电路实现。

驱动电路的基本任务：按控制⽬标的要求施加开通或关断的信号；对半控型器件只需提供开通控制信号；对全控型器件则既要提供开通控制信号；⼜要提供关断控制信号。

门极可关断晶闸管简称GTO, 是⼀种通过门极来控制器件导通和关断的电⼒半导体器件，它的容量仅次于普通晶闸管，它应⽤的关键技术之⼀是其门极驱动电路的设计。

门极驱动电路设计不好，常常造成GTO晶闸管的损坏，⽽门极关断技术应特别予以重视。

门极可关断晶闸管GTO的电压、电流容量较⼤，与普通晶闸管接近，因⽽在兆⽡级以上的⼤功率场合仍有较多的应⽤。

2.GTO驱动电路的设计要求由于GTO是电流驱动型，所以它的开关频率不⾼。

GTO驱动电路通常包括开通驱动电路、关断驱动电路和门极反偏电路三部分，可分为脉冲变压器耦合式和直接耦合式两种类型。

⽤理想的门极驱动电流去控制GTO 的开通和关断过程，以提⾼开关速度，减少开关损耗。

GTO要求有正值的门极脉冲电流，触发其开通；但在关断时，要求很⼤幅度的负脉冲电流使其关断。

因此全控器件GTO的驱动器⽐半控型SCR复杂。

门极电路的设计不但关系到元件的可靠导通和关断, ⽽且直接影响到元件的开关时间、开关损耗, ⼯作频率、最⼤重复可控阳极电流等⼀系列重要指标。

门极电路包括门极开通电路和门极关断电路。

GTO对门极开通电路的要求:GTO的掣住电流⽐普通晶闸管⼤得多, 因此在感性负载的情况下, 脉冲宽度要⼤⼤加宽。

此外, 普通晶闸管的通态压降⽐较⼩, 当其⼀旦被触发导通后, 触发电流可以完全取消, 但对于GTO, 即使是阻性负载, 为了降低其通态压降,门极通常仍需保持⼀定的正向电流, 因此, 门极电路的功耗⽐普通品闸管的触发电路要⼤的多。

IGBT门极驱动设计规范要求IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种常用的功率开关器件，广泛应用于工业控制、电力电子和交通运输等领域。

IGBT门极驱动设计规范要求如下：1.输出电流能力：IGBT门极驱动器应具备足够的输出电流能力，以确保驱动IGBT的门极电流达到所需水平。

一般来说，IGBT驱动器的输出电流应远大于所驱动的IGBT的最小门极电流。

2.高电压隔离：由于IGBT控制端与功率电源之间存在高电压差，因此门极驱动器具备高电压隔离功能是必要的。

这可以通过选用具有高电压隔离能力的光耦合器或变压器来实现。

3.低电压开关和闭合时间：IGBT门极驱动器应具备较短的开关和闭合时间，以确保IGBT在导通和截止之间能快速切换，减少开关过渡过程中的功耗和损耗。

同时，快速开关和闭合时间还能降低电磁干扰和提高系统的响应速度。

4.强大的抗干扰能力：IGBT门极驱动器应具备强大的抗干扰能力，能够抵御电磁干扰、温度变化、电源波动等外部环境因素的影响。

这可以通过电源滤波、屏蔽和抗干扰电路的设计来实现。

5.安全保护措施：IGBT门极驱动器应具备多重安全保护措施，以确保系统的安全运行。

常见的安全保护功能包括过温保护、短路保护、过流保护和过压保护等。

这些保护功能可以通过无源或有源电路来实现。

6.可靠性和稳定性：IGBT门极驱动器应具备良好的可靠性和稳定性，能够在长期运行和恶劣环境条件下保持正常工作。

为了提高可靠性和稳定性，应选用高质量的器件和元器件，并进行充分的测试和验证。

7.低功耗和高效率：IGBT门极驱动器应具备低功耗和高效率的特点，以节省能源和提高系统的工作效率。

这可以通过优化电路设计、降低开关损耗和改进功率传输效率来实现。

8.应用灵活性：IGBT门极驱动器应具备较高的应用灵活性，能够适应不同的IGBT型号、功率级别和工作条件。

这可以通过提供丰富的接口和调节选项来实现。

9.低噪声和电磁兼容性：IGBT门极驱动器应具备低噪声和良好的电磁兼容性，能够减少电磁干扰和对其他电子设备的影响。

MOSFET驱动电路的设计与仿真摘要：MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）作为一种常见的功率开关元件，广泛应用于电路的开关和驱动控制中。

本文将介绍MOSFET驱动电路的设计与仿真过程，包括驱动电路的选型、电路的设计和电路的性能分析等。

一、驱动电路的选型在选择驱动电路时，需要考虑以下几个因素：1. 驱动电路的电压要能满足MOSFET的驱动要求。

通常，MOSFET的门极电压（Vgs）需要在规定的范围内才能正常工作。

2.驱动电路的电流要能满足MOSFET的驱动要求。

MOSFET的门极电流（Ig）需要足够大才能迅速充放电。

3.驱动电路的速度要能满足应用场景的需求。

驱动电路的响应速度需要足够快以确保MOSFET的正常开关操作。

4.驱动电路的成本要能够接受。

驱动电路的成本包括电路的制作、元件的购买等。

二、电路的设计根据选型的结果，可以开始设计驱动电路。

以下是驱动电路设计的几个关键步骤：1.选择适合的驱动电源。

电源的选择需要根据电路的工作电压和电流要求来确定。

一般来说，可以选择开关电源或者稳压电源。

2.选择合适的驱动电路拓扑结构。

驱动电路常见的拓扑结构包括共射极、共集极和共基极。

选择适合的拓扑结构需要考虑MOSFET的特性，如集电极功率损耗、输出电压的放大倍数等。

3.选择合适的驱动电路元件。

驱动电路元件包括电阻、电容和三极管等。

选取合适的元件需要考虑电压和电流的要求、响应速度和成本等因素。

4.进行电路的原理图设计。

根据选取的驱动电源、拓扑结构和元件，绘制驱动电路的原理图。

5.进行电路的PCB布局设计。

根据原理图，将电路元件进行布局，保证电路的稳定性和可靠性。

三、电路的仿真在完成电路设计后，可以利用电路仿真软件进行电路的性能分析和验证。

通过仿真可以评估电路的各种性能参数，如频率响应、电压和电流波形、功率损耗等。

在进行仿真前，需要建立电路的仿真模型。

根据电路的原理图和元件参数，建立仿真模型。

利用仿真软件进行电路性能分析。