MOSFET隔离型高速驱动电路

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1、万方数据第37卷第5期2007年5月雹珲俄ElectricWeldingMachineV01．37No．5May2007嬲@8一FIE～～t隔离型蒿速驱动电路纪圣儒，朱志明，周雪珍，王琳化(清华大学机械工程系，北京100084)摘要：结合以MOSFET为主要功率开关器停，应用5-电弧超声焊接的高频脉冲激励系统的研发，在黠MOSFET开通秽荚断遂程进行分析的基础上，给出5-MOSFET隔离型高速驱动电路所必需满足的条件。群铜辩论≯最覆蓦熊椴褰浮臻100kHz、实现电笺隔离、熟有较爨霹动静力和抗干扰能力的MOSFET驱j黪电。黪髓鼍舞靖黪舞壤攀器≮窦验绪果谗嚼

2、了鞭壤靖“；骖动魄骆的零簿谚。腺张论盼MOSFET驱动电路对IGBT等纂媾鞴懑棼刳型爨芋秀蓑参赞驱动警骖够毽许也枣学霉篱借鉴寒叉。关键词；M=

3、：“O““SFET“：簸攀攀藤戮建灌甏灞遣篼鹅ii誓j

4、ji)

5、誓{l；}¨；¨i；j}i审蔼铸类譬：TP402ii囊献标浚鹤：蕾!叟章编号：1001-2303(；2007)，05-0006-05Electrical-isolatedhigh—speedMOSFETdrivercircuitJISheng—ru，ZHUZhi—ming，ZHOUXue—zhen，WANGLin—hua(DepartmentofMec

6、hanicalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abatraet：Combiningwiththeresearchanddevelopmentofhighfrequencypulsestimulatingsystemappliedinarcexcitedultrasonicwelding,inwhichtheMOSFETbeingused，theturn—onandturn,offprocessesofMOSFETarepresented，andthenitsrequirementsofe

7、lectrical—isolatedhigh—speeddrivercircuitareintroduced．Afterthat，thedesignandimplementationprocessofMOSFETdrivercircuit，whichmeetstherequirementsincludingoperationfrequencyupto100kHz，electrical—isolated，strongdrivingcapabilityandanti—disturbancecapability，isdiscussedindetail．Exper

8、imentalresultsshowthefeasibilityofthedrivercircuit．ThedrivercircuitsintroducedinthispaperhavealsoreferentialvMuesfordesigningdrivercircuitsofothervoltage—controlledswitchessuchasIGBT．Keywords：MOSFETdrivercircuit；pulse．transformer；high—speedoptocouplerU月U吾各种全控型功率电子器件如GTO、MOSFET和IGB

9、T等的相继出现，极大地推动了电力电子技术的发展。电能变换装置的小型化对功率电子器件的开关工作频率提出了越来越高的要求，而MOSFET是一种单极型器件，没有少数载流子的存储效应，工作频率可达几百kHz至MHz，在各种逆变电源装置中得到广泛应用。本研究结合以MOSFET为主要功率开关器件、应用于电弧超声焊接的高频脉冲激励系统的研发，提出了一种工作频率可达100kHz且具有较强负载驱动能力和抗干扰能力的MOS唧隔离型驱动电路。收稿日期：2007—03一07基金项目：国家自然科学基金资助项目(50375080)作者简介：纪圣儒(1982—)，男，福建尤溪人，在读硕

10、士，主要从事材料加工领域的功率电子设备研究工作。1MoSFET的开关工作过程应用于电弧超声焊接的高频脉冲激励系统的结构如图l所示，其输出脉冲电流峰值10～50A范围、频率20-100kHz范围连续可调。其中，DC／AC变换采用全桥拓扑，通过改变其工作频率来实现对输出脉冲电流频率的调节。由于最高输出脉冲电流频率为100kHz，因此选用MOSFET作为主功率开关器件，并采用移相PWM控制方式实现零电压开关，以减小高频开关损耗。MOSFET属于电压控制型器件，其输入阻抗高，所需静态驱动功率很小。然而，由于各极之问存在着寄生电容，在其开通和关断过程中，驱动电路必须

11、能够对其寄生电容网络进行快速充／放电，特别是在高开关工作频率的应用