MOSFET范文10篇

摘要：SKHI22A/B是德国西门康（SEMIKRON）公司推出的一种新型的IGBT/MOSFET的驱动模块。文章介绍了SKHI22A/B的主要结构特点和功能，给出了它的具体应用电路。

关键词：IGBT；驱动模块；SKHI22A/B

1概述

SKHI系列驱动模块是德国西门康（SEMIKRON）公司推出的一种新型IGBT／MOSFET驱动模块。SKHI系列驱动模块主要有以下特点：

●仅需一个不需隔离的＋15V电源供电

●抗dV／dt能力可以达到75kV／μs

摘要：介绍了一种专为IGBT和功率MOSFET设计的电力电子驱动器件——SCALE集成驱动器的性能特点和内部结构，给出了SCALE集成驱动器在中频臭氧发生器电源中的应用电路。

关键词：驱动电路；IGBT；功率MOSFET；中频电源；臭氧发生器

电力电子器件的驱动电路是电力电子主电路与控制电路之间的接口，是电力电子装置的重要环节，对整个装置的性能有很大的影响。采用性能良好的驱动电路可使电力电子器件工作在比较理想的开关状态，同时可缩短开关时间，减少开关损耗，这对装置的运行效率、可靠性和安全性都有重要的意义。

驱动电路的常用形式是由分立元件构成的驱动电路，但目前的趋势是采用专用的集成驱动电路。SCALE集成驱动器就是由瑞士CONCEPT公司生产的、专为IGBT和电力MOSFET提供驱动的电路。它具有多功能、低成本、易使用、可靠性好等特点。根据实际应用中对驱动性能、驱动输出通道数目、隔离等不同要求，SCALE集成驱动器具有相应的不同型号因而可满足不同的需求。

由于各种不同型号的SCALE集成驱动器在功能、结构和使用方法上大同小异，故本文不针对某种具体型号的SCALE器件作叙述，而是对整个系列的SCALE器件的共性进行论述，以便使读者对SCALE器件有一个整体的认识，在应用时再根据具体的需要选择具体型号的SCALE芯片。本文首先介绍SCALE集成驱动器的性能特点和内部结构；然后介绍它在中频DBD型臭氧发生器电源中的应用，并给出了实验波形。

1SCALE的性能特点及内部结构

---微处理器、FPGA和ASIC在上电和断电期间通常要求内核与I/O电压之间具有某种特定的关系，而这种关系在实际操作中是很难控制的，尤其是当电源的数目较多的时候。当不同类型的电源（模块、开关稳压器和负载点转换器）混合使用时，该问题会进一步复杂化。最简单的解决方案就是将电源按序排列，但是，在某些场合，这种做法是不足够的。一种更受青睐而且往往是强制性的解决方案是使各个电源在上电和断电期间彼此跟踪。

电源排序

---简单地按某种预先确定的顺序来接通或关断电源的做法一般被称为“排序”。排序通常能够通过采用电源监控器或简单的数字逻辑电路来控制电源的接通/关断（或RUN/SS）引脚而得以实现。图1a和1b示出了采用一个LTC2902四通道电源监控器来对4个电源进行排序的情形。

---不幸的是，单靠排序有时是不够的。许多数字IC都在其I/O和内核电源之间规定了一个最大电压差，一旦它被超过则IC将会受损。在这些场合，对应的解决方案是使电源电压彼此跟踪。

电源跟踪

---排序只是简单地规定了电源斜坡上升或斜坡下降的顺序，并且假定每个电源都在下一个电源开始变化之前转换。电源跟踪可确保电源之间的关系在整个上电和断电过程中都是可以预测。

采用自保护MOSFET可以设计出高性价比的容错系统，但损害或毁坏自保护MOSFET器件的工作情况确实存在。只有在系统设计时仔细考虑这些因素，才可以设计出高性价比而可靠的系统。

汽车电子系统中使用的功率器件必须能抵受极为严峻环境的考验：它们必须能承受关闭瞬流和负载切断电源故障引起的高压毛刺；若环境工作温度超过120℃，器件结温则将随之而来升高；线束中的众多连接器位于方便组装和维修的位置，这可能造成器件电气连接的间断。由于新的负载需要的功率越来越大，所以即使在正常的条件下工作，器件承受的压力也明显加大。

为了提高系统可靠性并降低保修成本，设计人员在功率器件中加入故障保护电路，以免器件发生故障，避免对电子系统造成高代价的损害。这通常利用外部传感器、分立电路和软件来实现，但是在更多情况下，设计人员使用完全自保护的MOSFET功率器件来完成。随着技术的发展，MOSFET功率器件能够以更低的系统成本提供优异的故障保护。

图1显示了完全自保护MOSFET的一般拓扑结构。这些器件常见的其他特性包括状态指示、数字输入、差分输入和过压及欠压切断。高端配置包括片上电荷泵功能。但是，大多数器件都具备三个电路模块，即电流限制、温度限制和漏-源过压箝制，为器件提供大部分的保护。

短路故障

最常见也最麻烦的故障可能是短路。这类故障有以下几种形式：负载间的短路、开关间的短路或电源接地的短路。而且，这些短路器件启动和关闭时都会发生。由于短路故障通常是间歇性，即使在很短时间中就存在多种形式，使问题更为棘手。例如，在器件之间发生短路而MOSFET关闭的情况下，电流通过短路向MOSFET周围分流。

传感系统，例如飞机中的传感系统，必须经得起各种故障条件从而避免元件和系统损坏，因为一次传感器失效可能会导致灾难性事件的发生。由两个n沟道MOSFET与一个p沟道MOSFET串联组成的通道保护器，无论有没有接通电源，都能保护传感元件不受信号途径上瞬态电压的影响（图1）。在正常工作期间，通道保护器起串联电阻器的作用。如果输入电压超过电源电压，三只MOSFET中就有一只关断，将输出箝位在电源电压以内，从而在过压或电源失效情况下保护电路。不管有没有接通电源，通道保护器都能工作，因此非常适用于那些无法保证正确上电顺序的设备和热插拔机架系统。图2示出了一种输入信号超过电源电压的ADG465型通道保护器。该保护器能箝位输出信号，从而保护通道保护器后面的传感元件。

图1，通道保护器可防止传感电路受瞬态电压冲击。

图2，通道保护器将瞬态过压箝位在安全电平内。

当出现某种故障时，通道保护器输入端电压就会超过一个由电源电压减去MOSFET阈值电压设定的电压。如果发生正过压，则这一电压是VDD-VTN，其中VTN是NMOSFET的阈值电压（典型值为1.5V）。如果发生负过压，则这一电压是VSS-VTP，其中VTP是PMOSFET的阈值电压（典型值为-2V）。当通道保护器的输入超过上述两个设定电压中任何一个时，保护器都能将输出箝位在这两个电压值以内。NMOSFET和PMOSFET都具有双向故障保护和过压保护功能，所以它们的输入和输出端可以交换使用。图3显示出了正过压情况下的设定电压和MOSFET状态。

图3，在出现正过压时，设定电压和MOSFET的状态如图中所示。

图4，在出现故障条件时，输出负载将电流限制在VCLAMP/RL以下。

引言

---当今的大多数电子产品（从手持式消费电子设备到庞大的电信系统）都需要使用多个电源电压。电源电压数目的增加带来了一项设计难题，即需要对电源的相对上电和断电特性进行控制，以消除数字系统遭受损坏或发生闭锁的可能性。

---微处理器、FPGA和ASIC在上电和断电期间通常要求内核与I/O电压之间具有某种特定的关系，而这种关系在实际操作中是很难控制的，尤其是当电源的数目较多的时候。当不同类型的电源（模块、开关稳压器和负载点转换器）混合使用时，该问题会进一步复杂化。最简单的解决方案就是将电源按序排列，但是，在某些场合，这种做法是不足够的。一种更受青睐而且往往是强制性的解决方案是使各个电源在上电和断电期间彼此跟踪。

电源排序

---简单地按某种预先确定的顺序来接通或关断电源的做法一般被称为“排序”。排序通常能够通过采用电源监控器或简单的数字逻辑电路来控制电源的接通/关断（或RUN/SS）引脚而得以实现。图1a和1b示出了采用一个LTC2902四通道电源监控器来对4个电源进行排序的情形。

---不幸的是，单靠排序有时是不够的。许多数字IC都在其I/O和内核电源之间规定了一个最大电压差，一旦它被超过则IC将会受损。在这些场合，对应的解决方案是使电源电压彼此跟踪。

摘要：飞利浦公司采用EZ-HVSOI工艺制造的全桥驱动器UBA2032T/TS可用于驱动任何一类负载，尤其适合于驱动HID灯。文中介绍了UBA2032T/TS的功能特点，给出了它的典型应用电路。

关键词：全桥驱动器；高压IC；UBA2032T/TS；HID灯驱动电路

1概述

飞利浦公司推出的UBA2032高压单片IC是采用EZ－HVSO1工艺制造的一种高压全桥驱动器。UBA2032在全桥拓扑中通过外部MOSFET可以驱动任何一种负载，尤其适用于驱动高强度的放电HID灯如高压钠灯和金卤灯换向器等commutator。UBA2032的主要特点如下：

●内置自举二极管和高压电平移位器；

●桥路电压最高可达550V，并可直接从IC的HV脚输入高压，以为内部电路产生低工作电压，而无需附加低压电源；

虽然车用电子在高度成长之后，所带来的商机相当庞大，不过以现阶段来看，不论是汽车厂、车用半导体厂，还是车用电子系统厂都将面临到许多技术问题尚待解决。

这其中最重要，也是最关键的挑战，就是面对在汽车上用了好几十年的12V电压，已经没有办法满足高度电子化对于电压的急迫需求。因此，除了必须要因应42V电压取代12V电压的技术问题之外，还有当汽车电源主体架构改变之后，可能要面临到的高成本问题。由此可见，未来车用电子必须要寻求电源管理最佳化解决方案，甚至是以模拟、分离、电源MOSFET晶体管…等元件，解决车内应用与整合性的技术问题。

车用电力系统日渐短缺迫切需要新元件及新设计

越来越多的汽车电子设备，或电子系统导入车内应用之后，车用电力供应逐渐呈现不足的现象，使得汽车制造厂必须开始面对功率的控制，以及功率转换技术提出更高的要求，借以推动车用功率半导体、相关封装技术，能够更进一步的往前发展，这当中所包含的领域，也不再只是功率大小，还是MOSFET（Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransister；MOSFET）晶体管、绝缘闸极晶体管（InsulatedGateBipolarTransistor；IGBT）及控制与保护回路整合模块（IntelligentPowerModule；IPM）等问题。

归纳其主原因，是因为车上所使用的功率半导体元件与一般较常用的功率半导体元件比较起来，不论是对电压或电流、开关频率、功率损失、动态特性，甚至对于元件保护程度，都是相当严苛的；再加上汽车产业对于「用电」的规范，已经开始从12V提升到42V，所以对于汽车用电的要求也就更高了。另一方面，必须具备也可进行高频切换动作及电能处理，才能使车上的电子产品，更能够发挥轻薄短小的应用优势，甚至是具有车上所需的高效率、信赖度与可靠性等要求。

汽车对于用电控制管理的概念成熟之后，其应用层面也越来越多；比方说，利用电力来作为汽车的制动及转向等运用，使得汽车电力、电子技术领域开始进行革新动作，而在这场汽车电力变革的过程中，将以电子转向或集成式启动器交流发动机（IntegratedStarterAlternator；ISA）作为主要架构。因为这是一种完全可逆的电机系统，又可称为交流伺服电动机，它是一种具有自动平衡式显示设备，藉由随动系统来确实执行元件，将放大器的输出电压（控制电压）转变为机械能，驱动滑动触点，除了能够让系统持续保持在平衡状态，还可以在高效率的状态下，实现许多需要很大峰值功率的电子功能。

摘要：TD340驱动器芯片是ST微电子公司推出的一种用于直流电机的控制器件，可用于驱动N沟道MOSFET管。文中介绍了TD340芯片的工作原理，给出了TD340芯片在直流电机调速系统中的应用电路。

关键词：TD340；直流电机调速；PWM

直流电机调速系统在现代化工业生产中已经得到广泛应用。直流电动机具有良好的起、制动性能和调速性能，易于在大范围内平滑调速，且调速后的效率很高，因此，采用硬件逻辑电路实现的PWM控制系统已在实践中广泛应用，但是，这种方法的硬件电路比较复杂，一般也无计算机接口。而本文介绍的以TD340驱动器芯片为核心的直流电机PWM调速控制系统则可以大大简化硬件电路。该系统不仅可以模拟控制，而且具有计算机接口，同时具有良好的保护功能。

1系统工作原理

直流电机脉宽调速通过改变控制电压的脉冲宽度来改变加在直流电机上的平均电枢电压的大小，从而改变直流电机的转速。图1所示为可逆的PWM变换器主电路的H型结构形式。图中，4个MOSFET管的基极驱动电压分为两组，其中Q2L和Q1H为一组，当Q2L接收PWM信号导通时，Q1H常开；而Q2H和Q1L截止。这时，电机两端得到电压而旋转，而且占空比越大，转速越高。由于直流电机是一个感性负载，当MOS关断时，电机中的电流不能立即降到零，所以必须给这个电流提供一条释放通路，否则将产生高压破坏器件。处理这种情况的通常方法是在MOSFET管旁边并联一个二极管，使电流流过二极管，最后通过欧姆耗散的方式在二极管中消失。对于大电流，耗散是重要的排放方法。这里必须使用高速二极管。电机反转时道理相同。

2TD340的引脚功能和控制特性

摘要：介绍了一种基于高度集成的DC/DC电源控制芯片DPA426的实用电路。

关键词：DC/DC变换；控制芯片DPA426；应用

引言

DPA426是PI(PowerIntegrationGmbH)公司设计的，高度集成的DC/DC电源控制芯片。它内部集成了一个200V的高频功率MOSFET，并将PWM控制、工作频率选择、输入过欠压检测、可编程电流限制、ON/OFF开关控制、外部时钟同步、软启动及关断自动重启动、热关断保护等功能集于一身。只需极少的外部元器件就可实现众多功能，不但使设计简化，节省空间，而且可降低成本。DPA426支持正激和反激工作模式，工作频率高，贴片式封装；若将外围元器件及变压器采用贴片元器件和平面变压器，并采用铝基板设计，就可实现模块化设计。另外，DPA426只是DPASwitch系列控制芯片中的一种，它最大输出100W，还有DPA423－425，输出功率分别为18W，35W，70W，用户可根据需要选用。

图1

1DPA426简介